電子ビームの制御を用いた電子顕微鏡の解像度向上

使用电子束控制提高电子显微镜的分辨率

基本信息

批准号：
12750410
负责人：
松田浩一
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750410/
关键词：
電子顕微鏡電子ビーム振動制御

项目摘要

電子ビームの位置を制御することにより、床振動等の外乱から電子顕微鏡画像への影響を抑制する。すなわち,外乱により生じる試料と電子ビーム間の相対変位を打ち消すように電子ビームの位置を制御する.外乱を検知するために試料室のそばに設置された加速度計、電子ビームの位置を動かすイメージシフトコイル、イメージシフトコイルヘの指令信号を与えるパソコンから,電子ビーム制御系は構成されている。最初に、電子顕微鏡を加振するための加振台を製作し、床外乱を模擬することを可能にした。加振台は縞鋼板製で,4点でコイルばねにより支持されており,電磁式のアクチュエータにより加振される.顕微鏡を加振台に設置した時のシステムの固有振動数は約2Hzになっている.次に、外乱を検知する加速度計出力と外乱による生じる試料変位との関係を表す伝達関数の数学モデルを作成した。顕微鏡の加振試験を実施し、加速度計出力とビデオ信号を測定した.ビデオ信号から試料の顕微鏡画像が生成され、その画像を用いて試料変位が最小2乗法の意味で最適に決定される。このようにして決定された試料変位と加速度計出力との関係から伝達関数モデルを決定した.なお、加振試験では試料としてマイクロスケールを採用している.次にイメージシフトコイルの校正を行った.適当な信号をイメージシフトコイルヘと送り,その時に生じる試料の画像を測定した.測定された画像から電子ビームの変位を先に述べた方法で決定し,この変位と入力信号との関係からイメージシフトコイルが校正された.外乱により生じる試料変位は加速度計出力から伝達関数を用いて決定される.一方で,先の校正試験結果を利用して,この試料変位を打ち消すような電子ビーム変位はイメージシフトコイルにより与えられる.以上のようにして設計された制御系の性能を調べるために加振試験を行い,システムの第2次固有振動数以下の周波数帯については良好な外乱抑制効果を確認することができた.

通过控制电子束的位置，可以抑制地板振动等干扰对电子显微镜图像的影响。换句话说，控制电子束的位置，以消除干扰引起的样品与电子束之间的相对位移。在样品室附近安装加速度计来检测干扰，并使用图像移动系统来检测干扰。移动电子束的位置。电子束控制系统由向线圈和图像移动线圈提供命令信号的个人计算机组成。首先，我们创建了一个振动台来振动电子显微镜，从而可以模拟地板扰动。振动台由条纹钢板制成，由四个点的螺旋弹簧支撑，并由电磁致动器振动。当显微镜安装在振动台上时，系统的固有频率约为2Hz 接下来，我们创建了一个数学模型。传递函数模型，表示检测干扰的加速度计的输出与干扰引起的样本位移之间的关系。进行了显微镜激励测试，并测量了加速度计输出和视频信号，从视频信号生成样本的显微图像，并使用该图像以最小二乘法的方式优化确定样本位移。。根据以这种方式确定的样品位移与加速度计输出之间的关系确定传递函数模型。此外，在振动测试中使用微型尺度作为样品。接下来，对图像移动线圈进行校准，从而获得适当的信号。发送到图像偏移线圈，并测量所得到的样品图像，使用上述方法确定电子束的位移，并根据该位移与输入信号之间的关系，确定图像偏移。线圈已经被校准，由干扰引起的样品位移是通过使用传递函数的加速度计输出确定的。另一方面，使用先前的校准测试结果，通过图像确定抵消该样品位移的电子束位移。进行振动测试来检查如上所述设计的控制系统的性能，并且在系统的第二固有频率以下的频带中证实了良好的干扰抑制效果。