| 研究概要 |
1.透過電子顕微鏡(TEM)対物レンズ用薄膜レンズの設計と製作
最適な球面収差補正特性を持つ薄膜レンズを設計するため,薄膜レンズの形状パラメータを変えて球面収差係数を計算した.その結果,薄膜レンズを対物レンズの下側磁極片に近付けて配置し,電極の孔径を0.3mm以下にすれば補正が達成できることが分った.この計算結果に基づき,サイドエントリ-薄膜レンズの設計・製作を行った.強い透過ビームが薄膜上にフォーカスし,コンタミネーションが生じることを防ぐための薄膜加熱用機構を組み込んだ.
2.薄膜レンズによる球面収差補正特性の測定
薄膜レンズをTEMに組み込み,明視野像と暗視野像のずれから球面収差を測定した.試料として酸化マグネシウム(MgO)結晶を用いた.球面収差は薄膜レンズ電圧の増加にともなって減少し,600Vで最小となった後,800において負の値に転じた。しかし,MgOは電子線照射損傷を受け易いため,高倍率観察では暗視野像が消失して,補正電圧付近の微小な球面収差を測定することはできなかった.そこで,電子線照射に強い金微粒子を試料とし,補正電圧付近でTEM観察を行った.試料支持用の非晶質カーボン薄膜の高倍率位相コントラスト像から正焦点を高い精度で実現し,球面収差の測定誤差の要因である焦点ずれを減少できた.観察の結果,薄膜レンズ電圧615Vにおいて明視野像と暗視野像のずれがなくなり,球面収差補正が達成されていることが分った.
3.光回折装置の構築と球面収差係数の測定
特定の回折角だけでなく広い角度範囲での補正効果を調べるため,レーザを用いた光学フーリエ変換系を作成し,備品として購入したパーソナルコンピュータと組み合わせて光回折装置を構築した.この装置を用い,カーボン薄膜のTEM像のパワースペクトルの極大,極小の現れる空間周波数から球面収差係数を精度よく測定できることが分った.
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