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Bestimmung der Modulationstransferfunktion einer CCD-Kamera ...

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5 Kontrastmessungen an

5 Kontrastmessungen an einer Gallium-Arsenid-Probe 2. Pivot-Punkte: Ist die Verkippung des Strahls bei dem unteren Deflektionsspulenpaar nicht genau der Verkippung des oberen Spulenpaars entgegengesetzt, kommt es zu einer Strahlneigung, so dass bei wechselnden Kippwinkeln der auf den Schirm fokussierte Elektronenstrahl hin und her wandert. Im Idealfall sollten beide Spulenpaare so aufeinander abgestimmt sein, dass der Elektronenstrahl auf den Schirm bei Winkelveränderung stets auf der gleichen Position bleibt (s. Abb. 5.1). Diese Oszillationen finden sowohl in x- als auch y-Richtung statt und werden mit der Regelung der Deflektionsspule minimiert. 3. Rotationszentrum: Eine weitere Kalibrierung erfolgt mit der Variation des Öffnungswinkels des Elektronenstrahls über den Objektivlinsenstrom, aus der ein divergenter bzw. konvergenter Strahlkegel resultiert. Dafür wird zunächst eine Probenstelle ausgewählt und mit wechselndem Aufweiten bzw. Zusammenziehen des Strahls die Vergrößerung der Objektivlinse verändert. Bei Variation des Linsenstroms muss sich die betrachtete Probenstelle rotationssymmetrisch um die optische Achse vergrößern bzw. verkleinern. Dabei muss unabhängig vom momentanen Öffnungswinkel der Mittelpunkt stets auf der gleichen Stelle bleiben. Anderfalls schwankt der Strahl mit variierender Vergrößerung um die optische Achse. Kondensorsystem Doppeldeflektionsspulen Probe Strahlverschiebung Kipppunkt justiert Kipppunkt dejustiert Abbildung 5.1: Die aus der Strahlverkippung resultierenden Pivot-Punkte sind mit den paarweisen, durchgezogenen bzw. gepunkteten Pfeilen dargestellt. Die Strahlverschiebung ist mit Hilfe des unteren Spulenpaars parallel zur optischen Achse ausgrichtet und ist als gepunkteter Einzelpfeil dargestellt [38]. Aberrationen Das Titan 80-300 ist mit einem Cs-Korrektor ausgestattet [4], mit dem die sphärische Aberration und alle Linsenfehler bis zur dritten Ordnung, wie z.B. Astigmatismus oder Koma ausgeglichen bzw. auf einen bestimmten Wert eingestellt werden können. Diese Korrektur war aber nur mit dem Vorliegen einer in Grafik 5.2(a) abgebildeten, amorphen Probenstelle und der Betrachtung des zugehörigen Diffraktogramms möglich (Abb. 5.2(b)). Das Auffinden solcher Stellen war schwierig, da die Probenoberfläche zuvor mit einem niederenergetischen Ionenstrahl von ca. 300 eV bearbeitet und anschließend Sauerstoff-Plasma ausgesetzt wurde, um die Probenoberfläche zu reinigen. Es konnte für die Justage allerdings die zum Schutze der eigentlichen Probe während der Präparation aufgebrachte Platinschicht (Pt-Schicht) verwendet werden (s. Platinschichten in den Abbildungen 5.5). Problematisch hierbei war, dass der amorphe Bereich sehr dünn sein musste und dass das Platin zum Teil polykristallin vorlag. Daher waren nur wenige Probenstellen für eine Justage geeignet. 68

(a) Eine amorphe Stelle am oberen Probenrand. 5.1 Mikroskopjustage und Kompensation von Aberrationen (b) Diffraktogramm der amorphen Stelle mit typischer Ringstruktur. Abbildung 5.2: Der amorphe Probenbereich (a) hat aufgrund seiner nicht-kristallinen Struktur eine nahezu homogene Frequenzverteilung im Diffraktogramm. Im Diffraktogramm dagegen treten die Übertragungseigenschaften der Objektivlinse als CTF mit einem Ringmuster, wie in Abb. (b) dargestellt, hervor. (a) Zemlin-Tableau für die Analyse von Aberrationen im Diffraktogramm. (b) Resultierende Phasenplatte nach Korrektur der Aberrationen. Abbildung 5.3: (a) zeigt ein erstelltes Zemlin-Tableau, in dem die inneren Diffraktogramme unter einem Einstrahlwinkel von 9 mrad und die äußeren unter 18 mrad berechnet wurden. Bei Aberrationen folgt eine starke Abweichung des rotationssymmetrischen Ringmusters im Diffraktogramm. (b) zeigt die aberrationskorrigierte Phasenplatte mit einem verzerrungsfreien Winkelbereich von 13 mrad (mangenta-farbiger Kreis). Für größere Winkel lagen weiterhin nicht zu vernachlässigende Aberrationen vor. 69

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