ATCOR – Cs Korrektor für TEM mit optimierter Aberrationskorrektur für Phasenkontrast-TEM bei größeren Bildfeldern
ATCOR - Cs Korrektor für TEM mit optimierter Aberrationskorrektur für Phasenkontrast-TEM bei größeren Bildfeldern
Der ATCOR ist die Weiterentwicklung unseres bewährten CETCOR Cs-Korrektors für die Transmissionselektronenmikroskopie (TEM). Der neue ATCOR kombiniert die Eigenschaften des CETCORs (Korrektur der sphärischen Aberration Cs und aller Bildfehler bis zur 3.Ordnung) mit der Korrektur des sechszähligen Astigmatismus A5, dank optimierter Hexapollängen. Zudem bietet der ATCOR eine vollständige Korrektur aller Aberrationen der 4. Ordnung (A4, B4, D4) und eine Korrektur von parasitären(+) außeraxialen Aberrationen niedriger Ordnung (A1g, A1G, C1g, B2g), dank der neu integrierten mittleren Transferoptik und zusätzlichen Stigmatoren. Durch die zusätzliche Minimierung der intrinsischen (++) außeraxialen Aberrationen (S3g, A3g), bietet der ATCOR ein um den Faktor 2.5x größeres aberrationsfreies Bildfeld im Vergleich zum CETCOR. Die Korrektur aller Aberrationen bis zur 4. Ordnung und von A5 ermöglicht für die Phasenkontrastabbildung im TEM eine konstante Phasenkontrast-Transferfunktion (PCTF) bis zu höchsten Raumfrequenzen. Dies eignet sich besonders für die Anwendung mit kalter Feldemission oder monochromatischer Elektronenquelle für TEM mit höchsten Auflösungen. Das optimierte Bildfeld des ATCORs ermöglicht die Nutzung von großen 2kx2k Detektoren ohne Einbußen der Abbildungsqualität zum Bildrand hin. Die effiziente Nutzung noch größerer Detektoren erfordert die Korrektur der außeraxialen Koma. Dies ermöglicht der BCOR.
(+) Parasitäre Aberrationen = Aberrationen die durch Toleranzen und Ungenauigkeiten in der mechanischen Montage des Korrektors entstehen
(++) Intrinsische Aberrationen = Aberrationen die bewusst durch die Wahl des optischen Designs des Korrektors entstehen und unvermeidbar sind
Merkmale:
- Erweiterter Hexapol-Typ Cs Korrektor für TEM
- Korrektur aller axialen Bildfehler bis zur 4. Ordnung (A1, B2, A2, C3, S3, A3, A4, B4, D4)
- Korrektur des sechszähligen Astigmatismus A5 für den gesamten Hochspannungsbereich. Dadurch konstantes Phasenkontrastübertragungsband.
- Besonders geeignet für TEM mit niedriger Beschleunigungsspannung
- Korrektur von parasitären außeraxialen Aberrationen niedriger Ordnung (A1g, A1G, C1g, B2g)
- Minimierung von intrinsischen außeraxialen Aberrationen (S3g, A3g). Dadurch x2.5 größeres aberrationskorrigiertes Bildfeld im Vergleich zum CETCOR
- Identische Maße und Schnittstellen wie CETCOR. Dadurch direkt kompatibel mit existierenden CETCOR Systemen.
- Kompatibel mit folgenden TEMs: JEOL NEOARM, weitere auf Anfrage
Technische Daten:
- Maße (HxBxT): 246 x 396 x 306 mm
- Modus: TEM
- Hochspannungsbereich: 30kV - 200 kV
- Maximale Auflösung: Phasenrichtige Abbildung bis 40 mrad Aperturwinkel. Dies bedeutet für die Auflösung bei verschiedenen Hochspannungen:
- 40 mrad (Aperturwinkel) - 30 kV (Hochspannung) - 174.5 pm (Auflösung)
- 40 mrad (Aperturwinkel) - 80 kV (Hochspannung) - 104.5 pm (Auflösung)
- 40 mrad (Aperturwinkel) - 200 kV (Hochspannung) - 62.75 pm (Auflösung)
Anwendungsbereich:
- Hochauflösende Phasenkontrastmikroskopie bis zu höchsten Raumfequenzen für TEMs nach neustem Stand der Technik
- Höchstauflösungs-TEM mit Monochromator für die Elektronenquelle
- Niederspannungs-TEM
Kontakt
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Obere Reihe: Die Diffraktogramme, welche mit dem CETCOR aufgenommen wurden, weisen starken sechszähligen Astigmatismus A5 auf. Innerhalb des Informationslimits des Mikroskops (grüner Halbkreis) zeigen diese eine sechszählige Symmetrie, die zwischen Unterfokus und Überfokus um 30 Grad gedreht ist . Die experimentellen Daten stimmen gut mit den simulierten Diffraktogrammen überein (integriertes kleines Bild), welche die gemessenen Aberrationskoeffizienten verwenden. Untere Reihe: Die Diffraktogramme, die mit dem ATCOR aufgenommen wurden, haben kein A5 und sind daher frei von sechszähligem Astigmatismus. Alle Bilder wurden bei 80kV an einem JEOL JEM-ARM200F NEOARM, mit Hochauflösungsobjektivlinse und Kaltfeldemissions-Elektronenquelle aufgenommen.
Berechnete Phasenplatten (obere Zeile) aus der Messung axialer Aberrationen (Tabellen) mittels Zemlin-Tableaus (untere Zeile) für CETCOR und ATCOR: Linke Seite: Der CETCOR kann nur teilweise axiale Aberrationen der 4. Ordnung korrigieren. Der intrinsische sechszählige Astigmatismus A5 ist ebenfalls immer präsent. Die aberrationsfreie Apertur (Phasenplatte der residualen Fehler ändert sich um weniger als pi/4) hat daher nur einen Öffnungswinkel von 22 mrad (roter Kreis). Rechte Seite: Der ATCOR ist frei von A5 und korrigiert alle Aberrationen der 4. Ordnung. Dadurch kann eine aberrationsfreie Apertur mit einem Öffnungswinkel von > 30 mrad sehr einfach erreicht werden. Des Weiteren ist ein geringer positiv eingestellter Wert für die sphärische Aberration 5. Ordnung C5 vorteilhaft für eine phasenrichtige PCTF im Hochauflösungs-TEM.
Zweistufige Hexapol-Korrektoren führen als intrinsische (d.h. unvermeidbare) Fehler die außeraxiale Sternaberration S3g und den außeraxialen vierzähligen Astigmatismus A3g ein. Diese limitieren die Anzahl der gut aufgelösten Pixel im Bild radial nach außen. Diese Aberrationen werden durch ein verbessertes Design im ATCOR erheblich reduziert. Das ermöglicht gegenüber dem CETCOR ein 2.5x größeres, aberrationsfreies Bildfeld. Der weiß markierte Bereich entspricht dem Bildfeld, bei dem die Summe der außeraxialen Aberration das pi/4-Limit von der Bildmitte nach außen hin überschreitet.
Convergent-Beam-Electron-Diffraction(CBED)-Bilder einer sehr dicken Silizium-Probe in 112-Orientierung mit 8 mrad semi-Konvergenzwinkel. Obere Reihe: Die Beugungsbilder mit einem CETCOR zeigen erhebliche sechszählige und dreizählige Verzeichnungen. Das Beispiel des Si-CBED-Bildes zeigt stark gekrümmte Kikuchi-Bänder im 100mrad-Bereich. Untere Reihe: Mit dem ATCOR sind die sechszählige und dreizählige Verzeichnung um vieles kleiner. Dies führt zu einem deutlich gleichmäßigerem Beugungsbild bis über den 100mrad-Bereich hinaus, was besonders vorteilhaft für Beugungsexperimente im aberrationskorrigierten TEM ist.