Cs-Corrector

Ein Standard in der Höchstauflösungsmikroskopie

Die Korrektur des Öffnungsfehlers hat sich inzwischen zum Standard in der höchstauflösenden Elektronenmikroskopie entwickelt. Weltweit enthalten mehrere hundert Elektronenmikroskope Cs-Korrektoren, von denen mehr als 90% CEOS-Korrektoren sind. Diese Mikroskope haben STEM- oder TEM-Korrektoren oder sogar eine Kombination aus beiden.

Ein Transmissionsmikroskop mit Öffnungsfehlerkorrektur hat eine Punktauflösung, deren Größe gleich dem Informationslimit des Mikroskops ist. Bei der Abbildung nichtperiodischer Probenbereiche im Phasenkontrast stören demnach weder Artefakte noch Delokalisierungseffekte. Dies erleichtert auch die quantitative Interpretation von elektronenmikroskopischen Bildern, wie in einer Vielzahl von Veröffentlichungen gezeigt wurde. Einige Beispiele dafür finden Sie in unserer Literaturliste.

Pionierarbeit und frühe Weiterentwicklungen

Erste Anwendungen, in denen dieser Vorteil zum Tragen kommt, gab es im Forschungszentrum in Jülich sowie am dortigen Ernst Ruska Zentrum. Dort wurde der Entwicklungsprototyp des CEOS-Korrektors eingesetzt. Ein erstes aufsehenerregendes Ergebnis mit dem Prototypkorrektor war die Sichtbarmachung einzelner Sauerstoffatome (siehe hier).

Mit modernen korrigierten Mikroskopen tragen diese Institute seither zur Weiterentwicklung der Elektronenmikroskopie hin zu neuen Grenzen bei.

Ein erster Schritt zur Verbesserung der Korrektoren war die Korrektur des Öffnungsfehlers fünfter Ordnung (C5). Auf der EMC 2004 in Antwerpen haben wir darüber berichtet. Lesen Sie einen Auszug der Ergebnisse!

Verfügbarkeit

Öffnungsfehlerkorrektoren sind jetzt für die meisten hoch entwickelten TEMs und STEMs erhältlich. Die wichtigsten Mikroskophersteller konnten mit ihren korrigierten Instrumenten sub-Ångstrøm Auflösung erreichen.

  • FEI berichtet von sub-Ångstrøm-Auflösung in einem TEM, das mit dem Öffnungsfehlerkorrektor von CEOS ausgerüstet wurde.
  • FEI berichtet von einer Auflösung von 1.4 Ångstrøm bei nur 80 kV Beschleunigungsspannung mit dem CEOS-Korrektor.
  • HITACHI bietet eine Auflösung von 80 pm im Dunkelfeldabbildungsmodus eines STEM, in das der CEOS-Korrektor eingebaut wurde. Der hohe Strahlstrom ermöglicht zusätzlich die prompte Bestimmung der Elementverteilung - sogar für Elemente, die nur in sehr kleiner Konzentration vorkommen. mehr
  • JEOL garantiert sub-Ångstrøm Auflösung in ihrem ARM200F. Ihr zweifach korrigiertes Mikroskop hat an der Oxford Universität sub-Ångstrøm-Auflösung in TEM und STEM Betriebsweise.
  • ZEISS veröffentlichte sub-Ångstrøm Auflösung bei 200 kV mit dem Monochromator und dem Cs-Korrektor von CEOS.

Außeraxiale Fehler

Elektronenmikroskope werden heute zunehmend mit CCD-Kameras mit einer Größe von 4kx4k Pixeln ausgestattet. Das Bildfeld im Hochauflösungsmodus wird dann nicht mehr durch die Modulationsübertragungsfunktion der CCD sondern durch außeraxiale Fehler begrenzt. Der dominierende außeraxiale Fehler in Elektronenmikroskopen ist hierbei die außeraxiale Koma.

CEOS bietet daher einen neuartigen Hexapolkorrektor, den sogenannten B-COR, an. Mit diesem Korrektor kann die außeraxiale Koma beseitigt werden. Darüber hinaus ist dieser Korrektor auch frei von axialen Fehlern bis zur 5. Ordnung einschließlich des sechszähligen Astigmatismus. Eine detaillierte Beschreibung der Korrektoreigenschaften finden Sie auf diesem Poster.


Falls Sie an weiteren Belegen interessiert sind, können Sie die Mikroskophersteller kontaktieren (siehe Linksammlung).