Beschreibung eines exemplarischen Farbfehlerkorrektors
Dieses Bild zeigt einen Zwölfpol. Die zentrale Öffnung für den Elektronenstrahl ist von zwölf Spulen umgeben.
Mit rotationssymmetrischen Anordnungen als Linsen ist nach dem Scherzer Theorem keine korrekte Abbildung möglich. Um den Farbfehler zu korrigieren, könnte man das Funktionsprinzip eines Wien Filters anwenden. Das ist eine elektronenoptische Anordnung, bei der man die Dispersion frei wählen kann. Es besteht aus jeweils senkrecht zueinander stehenden elektrischen und magnetischen Feldern. Weitet man dieses Konzept auf senkrecht zueinander orientierte elektrische und magnetische Quadrupole aus, erhält man ein fokussierendes System mit freiwählbarer Dispersion. Das entspricht einer Linse mit variablem Farbfehler.
Leider zeigt ein solcher Quadrupol in einer Richtung (x) negative Dispersion und in der anderen (y) positive Dispersion. Daher könnte der Farbfehler einer vorangehenden Linse nur in der x-Richtung korrigiert werden und würde sich in der y-Richtung sogar noch erhöhen.
Deshalb wendet man einen speziellen Trick an: In der Ebene des korrigierenden Elementes muss der Strahl in y-Richtung zusammengepresst werden. Dann ist die Erhöhung des Farbfehlers in y-Richtung wirkungslos, in x-Richtung wird er korrigiert. Man erreicht die Korrektur in y-Richtung, indem man ein zweites korrigierendes Element, das um 90° gedreht ist, in der Ebene platziert, in der der Strahl in x-Richtung zusammengepresst wird. Der Effekt auf den Elektronenstrahl wird in der Abbildung verdeutlicht. Die notwendige Deformation (Zusammenpressen) des Strahls wird durch weitere Quadrupolelemente erreicht.
Funktionsprinzip Farbfehlerkorrektor Animation
Diese Informationen und noch mehr aussagekräftige Bilder finden Sie in dem Artikel "Next Generation of Electron Microscopes" von J.Zach und M.Haider im NanoGuide 08. Ein Sonderdruck dieses Magazins kann bei info@ceos-gmbh.de angefordert werden.