高分辨电镜物镜极靴的改进

　　电镜的分辨率公式是。其中:Cs是物镜的球差系数,λ是电子波长。根据这个公式,我们知道要提高电镜的分辨率。可以通过减少波长和球差系数来实现。对于一台现有的电镜要想改变电子的波长,即改变加速电压是很困难的,可以说是根本办不到的。那末减少物镜的球差系数是否可能。本文提示一个简单易行的方法,对200CX电镜的物镜极靴进行了改造,使Cs从原来的1.4mm降到0.76mm,分辨率由原来的0.26nm提高到0.2nm左右。其方法简单介绍如下:

　　原理:我们知道物镜的球差系数Cs是与物镜的强度有关,提高样品所在区的磁场强度,就能减少Cs,所以我们将用在原有极靴中加入一个小极靴来增加物镜的强度并使样品的位置向下降低0.5mm左右,处在磁场最强处,以减少物镜的球差系数[1]。方法是,首先从电镜中取下物镜极靴,测量极靴的上、下极靴孔的直径和间距,根据测得的尺寸再设计小极靴的形状和尺寸。小极靴用高饱和磁通密度的Fe-Co-V合金制造。用精密车床加工。首先用铜材车制一个试验品,插入极靴中看看尺寸是否合适,以小极靴可以顺利插入,但又没有间隙为最好。精确尺寸确定之后,便可用准备好的材料来加工小极靴。

　　图1是原物镜极靴的剖面图和小极靴的剖面图。图2是用改进后的物镜极靴拍摄的碳膜的高分辨像和相应的光学衍射图。测量的结果是,球差系数为Cs=0.76mm,约是原Cs=1.4mm的一半。由此得出电镜的分辨率为0.23nm。

　　参考文献　[1]K.Yada.东北大学科学计测研究所报告(日本).1975年,2-3卷,24期

　　作者：刘　维(中国科学院物理研究所,北京100080)