Untersuchung mikromagnetischer Strukturen in dünnen Schichten

3 EXPERIMENTELLER AUFBAU UND PROBENPRÄPARATION 36
werden sie langsam auf 300V abgebremst und auf den Ausgang der Optik fokussiert. Die
Fokussierung erfolgt durch das Element Q2. Der Fokus kann durch Wahl der Potentiale
der Elemente L5 und L6 verschoben werden. Die Spannungen an den Elementen werden
so ausgelegt, das im Winkelbereich [−88o , +88o ] 100% der von der optischen Achse
startenden Elektronen mit einer Energie von bis zu 8 eV transmittiert werden. Der
Durchmesser des Fokus nimmt mit der Energie zu und beträgt bei einer Energie von 8
eV ca. 3 mm. Die Strahldivergenz ist bei dieser Energie ebenfalls maximal und hat einen
Wert von ca. 2o . Den resultierenden Aufbau des Linsensystems zeigt Abb. 12 in Form
einer zweigeteilten Querschnittszeichnung zusammen mit den Linsenbezeichnungen,
den Potentialen und einigen Elektronentrajektorien für eine Energie von 6 eV und
Startwinkeln zwischen [−88o , +88o ].
Die Elemente Q1, Q2 und Q3 werden später als Quadrupol ausgeführt, die ermittelten
Potentiale als Mittelwert der vier Quadrupolelemente angesetzt. Die elektrische Ansteuerung
der Optik erfolgt über einen in der elektronischen Werkstatt des Instituts
angefertigten Spannungsteiler. Die an seinem Eingang anliegenden 1.8 kV werden
parallel auf das für jede Linse ermittelte Potential geteilt und über ein Potentiometer
mit einem Regelbereich von ± 150 V versehen. Die 12 Quadrupolelemente sind einzeln
regelbar. Eine Beschreibung der Steuereinheit befindet sich am Institut [122].
3.2.3 Der mechanische Aufbau
Der vordere Teil der Elektronenoptik ist in Form eine Trichters ausgeführt, der von
der auf Erdpotential liegenden Abschirmung aus Edelstahl gebildet wird (s. Abb. 12).
Die Linsen- und die Isolatorelemente zwischen den einzelnen Linsen sowie den Linsen
und der Abschirmung (der Übersicht wegen nicht eingezeichnet) werden nacheinander,
abwechselnd von hinten in den Trichter geschoben. Die einzelnen Elemente sind ineinander
zentriert. Die acht Teilelemente der beiden Quadrupole sind an Keramikträgern
befestigt. Abgeschlossen wird der vordere Teil durch einen Edelstahlblock, in den vier
Linear-Kugellager (Fa. CABURN-MDC) eingelassen sind. In diesen gleiten vier Edelstahlstangen,
die am festehenden Teil der Optik isoliert verschraubt sind und den vorderen
Abschnitt beweglich tragen. Der Antrieb erfolgt durch die in einer auf dem Edelstahlblock
befestigten Bronzemutter endende Gewindestange aus Edelstahl28 . Insgesamt
ist der vordere Abschnitt des Linsensystems ca. 50 mm zurückziehbar.
28 Die Kombination Edelstahl-Bronze wurde gewählt, um ein Kaltverschweißen der beiden Teile zu
verhindern.