Spektromikroskopische Untersuchungen an ... - OPUS Würzburg

28 2 Physikalische Grundlagen
Im PEEM-Modus kann die Probe wahlweise mit einer Quecksilberdampflampe
(Photonenenergie bis etwa 4,96 eV) oder mit Synchrotronstrahlung (Photonenenergie
im Bereich von etwa 90 eV bis hin zu ca. 2.000 eV) beleuchtet werden. Für
den LEEM-Modus steht eine Feldemissionsquelle mit einer Energiebreite von etwa
0,5 eV zur Verfügung.
Die von der Probe emittierten, reflektierten beziehungsweise gebeugten Elektronen
werden von einem elektromagnetischen Immersionsobjektiv (die Probe gehört
quasi zu der Objektivlinse und bildet die Kathode) auf eine Energie von E = 15 keV
beschleunigt und vergrößert auf die Eintrittsebene des Strahlteilers abgebildet. Der
Strahlteiler bildet seinerseits seine Eintrittsebenen bei 90° Ablenkung im Maßstab
1 : 1 auf die Austrittsebenen ab, ohne dabei Fehler zweiter Ordnung oder Dispersion
einschließlich zweiten Grades einzuführen [39, 42]. Er dient auch der Trennung
des ein- und auslaufenden Elektronenstrahls auf die Probe (im LEEM-Modus) und
auf den Spiegelkorrektor (in allen Modi).
Der verwendete Spiegelkorrektor ist ein Tetroden-Elektronenspiegel, der es erlaubt,
die sphärischen und chromatischen Aberrationskonstanten mit drei unabhängig
wählbaren Potenzialen so einzustellen, dass sie die Aberrationen der Objektivlinse
gerade kompensieren. Der Korrektor verbessert die erreichbare Ortsauflösung von
14 nm auf 1,6 nm bei gleichzeitiger Steigerung der Transmission um den Faktor
67. Betreibt man hingegen das korrigierte System mit einer Auflösung von 14 nm,
so erhöht sich die Transmission durch die nun mögliche Verwendung größerer
Aperturblenden um einen Faktor von bis zu 500 [41]. In Abbildung 2.14 ist dies für
Elektronen mit einer Startenergie von E 0 = 10 eV gezeigt.
Nach dem erneuten Durchlauf durch den Strahlteiler folgt eine Transferoptik mit
Apertur- und Feldblende. Die Positionierung der Aperturblende erfolgt erst an
dieser Stelle, da zum einen in der rückseitigen Brennebene der Objektivlinse rein
geometrisch kein Platz wäre, zum anderen weil sie so die Beleuchtung der Probe
im LEEM-Modus nicht beeinflusst. Die Transferoptik ermöglicht unter anderem
das Vertauschen von Bild- und Beugungsebene zur Durchführung von energiegefilterten
Beugungsexperimenten (PED und LEED).