(57)【要約】【課題】構造が簡単で且つ、小形で軽量な透過型電子顕微鏡を提供する。【解決手段】本発明は、真空容器１０と、該真空容器１０内に配置された焦電結晶１１と、該焦電結晶１１に比べて低い誘電率を有し該焦電結晶１１の一方の分極面を覆う絶縁体部材２４と、焦電結晶１１の一方の分極面に立設された絶縁体部材２４から突出する突出端を有する導電性の針２３と、焦電結晶１１の温度を変化させる温度変化手段とを有する電子線放出部と、真空容器１０内に配置された、針２３の突出端の延長線上に試料が位置するように該試料を保持する試料保持部１４であって、前記焦電結晶１１の他方の分極面と電気的に接続され、且つ接地された試料保持部１４と、針２３の突出端から放出され試料Ｓを透過した電子線による該試料の投影像又は該試料の回折像を観察するための観察手段とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
e) 真空容器と、
f) 前記真空容器内に配置された焦電結晶と、該焦電結晶に比べて低い誘電率を有し該焦電結晶の一方の分極面を覆う絶縁体部材と、前記焦電結晶の前記一方の分極面に立設された前記絶縁体部材から突出する突出端を有する導電性の針と、前記焦電結晶の温度を変化させる温度変化手段とを有する電子線放出部と、
g) 前記真空容器内に配置された、前記針の突出端の延長線上に試料が位置するように該試料を保持する試料保持部であって、前記焦電結晶の他方の分極面と電気的に接続され、且つ接地された試料保持部と、
h) 前記針の突出端から放出され前記試料を透過した電子線による該試料の投影像又は該試料の回折像を観察するための観察手段と、
を備えることを特徴とする透過型電子顕微鏡。
【請求項２】
請求項１に記載の透過型電子顕微鏡において、さらに、
前記電子線放出部と前記試料保持部の間に配置された、前記針の突出端から放出された前記電子線を前記試料保持部に保持された試料上に集束するための集束レンズ
を備えることを特徴とする透過型電子顕微鏡。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の透過型電子顕微鏡において、さらに、
前記試料保持部と前記観察手段の間に配置された対物レンズを備えることを特徴とする透過型電子顕微鏡。
【請求項４】
前記温度変化手段が、前記焦電結晶に接するペルチェ素子と、該ペルチェ素子に電力を供給する電力供給手段とを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の透過型電子顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過型電子顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過型電子顕微鏡（以下、ＴＥＭともいう）は、電子線を試料に照射し、その結果得られる試料の透過電子線像や、試料によって回折された電子線の像（回折電子線像）を観察する装置である。ＴＥＭは、鏡筒と呼ばれる真空容器内に、電子線発生装置（電子銃）、照射系レンズ、試料保持台、対物レンズ、結像系レンズ、透過電子線像や回折電子線像を投影するための蛍光板等を上から順に配置して成る（特許文献１、２等）。
【０００３】
電子銃は、フィラメント（陰極）、ウェーネルト電極（グリッド）、アノード（陽極）、及び電圧印加装置を備え、アース電位の陽極に対して負の電圧（加速電圧）を陰極に印加して電子を加速することにより試料に対して電子線を照射する。ＴＥＭでは、高空間分解能を得るために１００ｋＶ以上の高電圧を陰極に印加して電子を加速しており、放電が生じ易い。そこで、鏡筒内を超高真空状態にしたり、複数段で電子線を加速することで各段の印加電圧を低く抑えるとともに、各段の距離を長くすることにより電位勾配を小さくし、不所望の放電が生じないようにしている。
【０００４】
また、上述したように、鏡筒内には、電子銃から放出される電子線を集束し、整形して試料に照射するための照射系レンズ、透過電子線あるいは回折電子線の拡大投影像を得るための対物レンズ、透過電子線又は回折電子線を蛍光板に結像するための結像系レンズ等が収容されている。ＴＥＭでは通常、照射系レンズ、対物レンズ、及び結像系レンズは電子レンズから構成されており、特に照射系レンズ及び結像系レンズは、それぞれ複数段の電子レンズで構成されるのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2007-242514号公報
【特許文献２】特開2012-199022号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように従来のＴＥＭは、鏡筒内に組み込まれる構成部品の点数が多く、また、不所望の放電の発生を防止するために鏡筒を長くする必要があったため、光学顕微鏡に比べると非常に大きく、重量化していた。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、小形で軽量な透過型電子顕微鏡を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために成された本発明に係る透過型電子顕微鏡は、
a) 真空容器と、
b) 前記真空容器内に配置された焦電結晶と、該焦電結晶に比べて低い誘電率を有し該焦電結晶の一方の分極面を覆う絶縁体部材と、前記焦電結晶の前記一方の分極面に立設された前記絶縁体部材から突出する突出端を有する導電性の針と、前記焦電結晶の温度を変化させる温度変化手段とを有する電子線放出部と、
c) 前記真空容器内に配置された、前記針の突出端の延長線上に試料が位置するように該試料を保持する試料保持部であって、前記焦電結晶の他方の分極面と電気的に接続され、且つ接地された試料保持部と、
d) 前記針の突出端から放出され前記試料を透過した電子線による該試料の投影像又は該試料の回折像を観察するための観察手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
焦電結晶は、その温度変化に伴い自発分極の大きさが変化する結晶である。平衡状態では、周囲に浮遊する荷電粒子が付着することにより分極による焦電結晶表面の電荷が打ち消され、外部に電界が現れない電気的に中性な状態を保っている。この状態から焦電結晶に温度変化を与えると、焦電結晶の分極の状態が変化して、表面が正あるいは負に帯電する。その後、温度を一定に保つと浮遊荷電粒子によって表面の帯電が解消される。大気中では浮遊荷電粒子が大量に存在するため、焦電結晶の表面の帯電はすみやかに解消されるが、真空中では浮遊荷電粒子が少ないために、焦電結晶の表面の帯電が解消されるまでには数分程度の時間がかかる。
【００１０】
焦電結晶の表面が帯電した状態においては、該焦電結晶の一方の分極面に対向するように配置され、且つ該焦電結晶の他方の分極面と電気的に接続された試料保持部と焦電結晶との間に電場が生じる。従って、焦電結晶の一方の分極面を負に帯電させると、負の浮遊荷電粒子（電子）が焦電結晶から試料保持部に向かって加速される。本発明では、焦電結晶の一方の分極面に導電性の針を立設し、しかも、その針の先端が突出するように焦電結晶の一方の分極面を絶縁性部材で覆ったため、焦電結晶の一方の分極面と試料保持部に保持された試料の間の電位勾配が針の先端（突出端）と試料の間で局所的に高められ、針以外の分極面と試料の間の電位差はほぼゼロとなる。この結果、針の突出端の近傍に存在する浮遊電子のみが試料保持部に保持された試料に向かって加速されるため、試料のうち針の突出端の延長線上に位置する狭い範囲に電子線を集中して照射することができる。従って、本発明では、通常のＴＥＭにおいて電子線を収束するために用いられている電子レンズや、電子線を加速するための機構を省略することができ、装置を小形化及び軽量化することができる。なお、焦電結晶の自発分極が大きいほど、また、針の先端の面積が小さいほど、試料保持部に保持された試料と針の間の電位勾配が大きくなる。
【００１１】
真空中では、焦電結晶に１００℃程度の温度変化を与えてその表面を帯電させると、雰囲気中の浮遊電子が加速されて電子線が発生する。従来の透過型電子顕微鏡において電子線を加速するために必要なエネルギーに比べると、焦電結晶に１００℃程度の温度変化を与えるために必要なエネルギーは小さいため、電源装置を小形化することができる。また、焦電結晶から電子線を発生させる雰囲気としては２×１０−２Ｔｏｒｒ（約２．６７Ｐａ）よりも高真空であれば良い。一般的なＴＥＭでは、放電を防止するため、及び電子銃のフィラメントの劣化や切断を防止するために、１×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．３３×１０−４Ｐａ）の超真空にすることが要求されることと比較すると、本発明は耐圧性の低いシール構造を真空容器のシール構造として採用することができるため、製造コストを低減することができる。
【００１２】
前記観察手段は、例えば試料保持部に保持される試料を挟んで導電性の針と反対側に位置するように真空容器内に配置された蛍光板と、該蛍光板上に投影される試料を透過した電子線による該試料の投影像又は該試料の回折像を撮像する撮像手段とから構成することができる。
【００１３】
なお、本発明に係る透過型電子顕微鏡では、集束レンズが無くても試料の狭い範囲に電子線を集中して照射することができるが、電子線放出部と試料保持部の間に集束レンズを配置しても良く、この構成によれば、拡大倍率を大きくすることができる。さらに、試料保持部と観察手段との間に対物レンズを配置すれば、より一層、拡大倍率を大きくすることができる。
【００１４】
前記温度変化手段は、焦電結晶に接するペルチェ素子と、該ペルチェ素子に電力を供給する電力供給手段とを備えるものとすることができる。このような構成によれば、透過型電子顕微鏡の一層の小形化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電子線放出部を小形化することができ、さらに、電子線を集束するための電子レンズや電圧を印加するための部品を省略することができるため、装置全体を小形化、軽量化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る透過型電子顕微鏡の第１実施例を示す概略構成図。
【図２】針から試料に電子線が向かう様子を説明するための図。
【図３】拡大倍率の説明図。
【図４】本実施例に係る透過型電子顕微鏡を用いて観察した試料の例を示し、（ａ）は銅製メッシュのＳＥＭ像、（ｂ）は銅製メッシュの実体像。
【図５】針の先端から蛍光板までの距離を５５ｍｍに固定し、針の先端から試料までの距離を５ｍｍ（ａ）、３ｍｍ（ｂ）、１ｍｍ（ｃ）に変更したときの透過電子線像を示す。
【図６】針の先端から試料までの距離を１ｍｍに固定し、針の先端から蛍光板までの距離を１５ｍｍ（ａ）、３０ｍｍ（ｂ）、４５ｍｍ（ｃ）、５０ｍｍ（ｄ）に変更したときの透過電子線像を示す。
【図７】本発明に係る透過型電子顕微鏡の第２実施例を示す概略構成図。
【図８】針から試料に電子線が向かう様子を説明するための図。
【図９】電子レンズの縦断側面図（ａ）及び実体像（ｂ）。
【図１０】本実施例の透過型電子顕微鏡を用いたときの透過電子線像（ａ）、及び透過電子線像の大きさ及び発光強度を示すグラフ（ｂ）。
【図１１】第１実施例の透過型電子顕微鏡を用いたときの透過電子線像（ａ）、及び透過電子線像の大きさ及び発光強度を示すグラフ（ｂ）。
【図１２】焦電結晶により試料に電子線が照射される原理を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る透過型電子顕微鏡の具体的な実施例について図面を参照して説明する。
【００１８】
［実施例１］
図１は本発明の第１実施例の透過型電子顕微鏡の概略構成図である。なお、以下の説明では、図１中、＋ｚ方向を「上」、−ｚ方向を「下」とする。
図１に示す透過型電子顕微鏡は、接地された導電性の真空容器１０と、真空容器１０内に配置された６ｍｍ×６ｍｍ×５ｍｍの直方体状のＬｉＴａＯ３の単結晶から成る焦電結晶１１と、焦電結晶１１を加熱／冷却するためのペルチェ素子１２と、該ペルチェ素子１２に電力を供給する電源装置１３と、試料Ｓを保持する試料保持具１４と、試料Ｓを透過した電子線あるいは試料Ｓにより回折した電子線が入射する蛍光板１５と、蛍光板１５上の電子線像を撮影するためのデジタルカメラ等から成る撮像装置１６と、を有する。
【００１９】
真空容器１０は金属管、例えばステンレス製の管から構成されており、垂直管部１０１と該垂直管部１０１の上下方向中央付近から水平方向に延びる水平管部１０２と、垂直管部１０１の上下方向中央部よりもやや上部に形成された開口から約４５°の角度で斜め下方に延びる窓用管部１０３とを有する。垂直管部１０１の上下端は、それぞれ平板状の蓋１０４、１０５で閉塞されている。また、水平管部１０２の先端には、真空ポンプとしてのロータリーポンプ（図示せず）に接続された蛇腹ダクト１７が連結されている。さらに、窓用管部１０３の端部開口にはガラス製の窓板１０６が取り付けられており、該窓板１０６と対向するように撮像装置１６が真空容器１０の外部に配置されている。詳しくは図示しないが、垂直管部１０１と窓用管部１０３の間、及び垂直管部１０１と水平管部１０２の間はいずれも溶接等により密接されている。また、垂直管部１０１と蓋１０４、１０５の間、水平管部１０２と蛇腹ダクト１７の間、窓用管部１０３と窓板１０６の間はそれぞれＯリング等のシール部材を介して気密に且つ着脱可能に連結されている。
【００２０】
垂直管部１０１の両端の蓋１０４、１０５にはそれぞれ開口が形成されており、これら開口に銅製の第１ロッド２０及び第２ロッド２１が挿入されている。第１ロッド２０の上部及び第２ロッド２１の下部は真空容器１０から突出しており、これら突出端に接続された導線によって第１ロッド２０及び第２ロッド２１は接地されている。第１ロッド２０及び第２ロッド２１はエポキシ系接着剤や銀ペースト等により蓋１０４、１０５の開口に気密に且つ電気的に接続されている。このため、真空容器１０も、第１ロッド２０及び第２ロッド２１と同様に接地された状態にある。
【００２１】
第２ロッド２１の上面には、ペルチェ素子１２を介して焦電結晶１１が接合されている。ペルチェ素子１２は電源装置１３に接続されており、該電源装置１３から電流が供給されることにより焦電結晶１１を加熱／冷却する。焦電結晶１１は温度変化により上下に分極するように配置されており、特に本実施例では、焦電結晶１１を冷却することにより該焦電結晶１１の上側が正に、下側が負にそれぞれ分極し、その結果、上面が負（−）に帯電し、下面が正（＋）に帯電するように配置されている。すなわち、本実施例では、焦電結晶１１の上面及び下面がそれぞれ分極面となる。なお、本実施例とは分極面が上下逆になるように焦電結晶１１を配置しても良い。この場合は、焦電結晶１１を加熱すると焦電結晶１１の上面が負に分極（正に帯電）し、下面が正に分極（負に帯電）することになる。
【００２２】
電源装置１３は、ペルチェ素子１２に供給する電流の向きを数分毎に周期的に切り替える機能を有する。これにより、ペルチェ素子１２の上面が周期的に吸熱と放熱を繰り返し、それに伴いペルチェ素子１２の上面に接合された焦電結晶１１の冷却及び加熱が周期的に繰り返されて温度が変化する。この結果、焦電結晶１１は正と負に、又は負と正に分極する。従って、本実施例ではペルチェ素子１２及び電源装置１８から温度変化手段が構成される。
【００２３】
図１及び図２に示すように、焦電結晶１１の上面には金属製、例えば銅製の支持台２２が接合されており、この支持台２２に導電性を有する針２３が立設されている。針２３の材料としては、タングステンや金等の導電性を有する金属を用いることができる。本実施例では、直径０．２ｍｍ、長さ５ｍｍの金線を針２３として用いた。
【００２４】
また、支持台２２表面からの電場の発生を防ぐため、支持台２２の表面には絶縁性のグリース２４が塗布されている。このとき、針２３の先端部がグリース２４よりも突出するように支持台２２に塗布されるグリース２４の厚さが設定されている。グリース２４としては、温度変化や圧力の変化による硬度の変化が小さいグリースが好ましく、特に真空装置のゴムガスケット面の気密保持や真空バルブのコックの摩擦面の潤滑のために用いられる真空用グリース（例えばシリコーングリース）や、高電圧用絶縁グリース（例えばシリコーングリース）が好適である。シリコーンの比誘電率は約３であり、ＬｉＴａＯ３の比誘電率（約５０）に比べて十分に小さい。この点からも、シリコーングリースは好適である。
なお、焦電結晶１１、針２３、グリース２４、ペルチェ素子１２、電源装置１３が、本発明の電子線放出部を構成する。
【００２５】
図１に示すように、第１ロッド２０の下面には蛍光板１５が接合されている。蛍光板１５の下面は針２３の延長線と略直交している。蛍光板１５は、銅（Ｃｕ）及びアルミニウム（Ａｌ）を添加した硫化亜鉛（ＺｎＳ）をアルミ箔に塗布したもので、硫化亜鉛に電子線が当たると励起されて発光する。蛍光板１５の発光の様子は、垂直管部１０１に対して約４５°傾けて取り付けられた窓用管部１０３を通して撮像装置１６で撮影されるようになっている。
【００２６】
試料保持具１４は塩化ビニル製のチューブ状部材から成る。試料保持具１４の下部は第２ロッド２１の上部外周に嵌め込まれており、試料保持具１４の上端部には試料Ｓが保持されるようになっている。このとき、試料Ｓが針２３の先端と蛍光板１５の間に位置し、且つ試料Ｓと蛍光板１５が略平行な状態で対向するように試料保持具１４の長さ等が設定されている。また、第２ロッド２１に対する試料保持具１４の取付位置を変更することにより、針２３の先端から試料Ｓまでの距離、及び試料Ｓから蛍光板１５までの距離を変更できるようになっている。
【００２７】
なお、焦電結晶１１の下面は導線等によって第２ロッド２１に電気的に接続されている。また、試料保持具１４に保持された試料Ｓは導線によって第２ロッド２１に電気的に接続されている。さらに、上述したように、第２ロッド２１は導線等によって接地されているため、試料Ｓと焦電結晶１１の下面はいずれも接地電位となる。
【００２８】
次に本実施例の透過型電子顕微鏡の動作について図１２を参照しながら説明する。
試料保持具１４に試料Ｓを保持し、試料Ｓと第２ロッド２１を電気的に接続する。そして、真空容器１０を密閉した後、図示しないロータリーポンプにより真空容器１０内の排気を行う。真空容器１０内の排気は、内部圧力が数Ｐａ程度（例えば１Ｐａ〜５Ｐａ）になるまで行う。この状態でペルチェ素子１２に所定方向の電流を供給し、予め加熱しておいた焦電結晶１１を冷却すると、焦電結晶１１が分極し、上面に正の電荷が、下面に負の電荷が表れる。このとき、焦電結晶１１の上面（支持台２２）が絶縁性のグリース２２で覆われており、針２３の先端のみグリース２２から突出しているため、針２３から試料Ｓ及び蛍光板１５に向かって強い電場が形成される（図１２の（ａ）に示す状態）。これにより、針２３近傍の浮遊電子が試料Ｓに向かって加速される（図１２の（ｂ））。そして、試料Ｓに吸収されることなく該試料Ｓを通過した電子線、あるいは試料Ｓによって回折した電子線は蛍光板１５に入射し、この結果、該蛍光板１５に塗布されているＺｎＳが励起されて発光する（図１２の（ｃ））。
【００２９】
ペルチェ素子１２による焦電結晶１１の冷却が続き、焦電結晶１１とペルチェ素子１２の温度差がなくなると、焦電結晶１１からペルチェ素子１２への熱の移動、つまり温度変化が無くなるため、焦電結晶１１の分極面は真空中の浮遊荷電粒子等により中和される。このため、針２３から蛍光板１５に向かう電場が無くなり、針２３近傍から蛍光板１５に向かって電子線が流れなくなる。そこで、ペルチェ素子１２に供給する電流の向きを反対側に切り替えて、焦電結晶１１を加熱した後、再びペルチェ素子１２に供給する電流の向きを切り替えて焦電結晶１１を冷却する。これにより、上述したように、針２３から蛍光板１５に向かって電子線が流れ、試料Ｓの透過電子線像（又は回折電子線像）を観察することができる。
【００３０】
このとき、透過電子線像の拡大倍率は、針２３の先端から試料Ｓまでの距離と試料Ｓから蛍光板１５までの距離の比で決まる。例えば、図３の（ａ）に示すように、針２３の先端から試料Ｓまでの距離と試料Ｓから蛍光板１５までの距離が１：３のときは４倍の拡大像が得られ、図３の（ｂ）に示すように、針２３の先端から試料Ｓまでの距離と試料Ｓから蛍光板１５までの距離が１：１のときは２倍の拡大像が得られる。
【００３１】
本実施例に係る透過型電子顕微鏡を用いて、図４に示す銅製メッシュを観察した結果を図５及び図６に示す。図４の（ａ）は銅製のメッシュの走査型電子顕微鏡像（ＳＥＭ像）を、（ｂ）は実体画像である。また、図５の（ａ）〜（ｃ）は、針２３の先端から蛍光板１５までの距離を５５ｍｍに固定し、針２３から銅製メッシュまでの距離を５ｍｍ、３ｍｍ、１ｍｍに変更したときの透過電子線像を示し、図６の（ａ）〜（ｄ）は、針２３の先端から銅製メッシュまでの距離を１ｍｍに固定し、銅製メッシュから蛍光板までの距離を１５ｍｍ、３０ｍｍ、４５ｍｍ、５０ｍｍに変更したときの透過電子線像を示す。
【００３２】
なお、図５及び図６はいずれも、真空容器１０内を１Ｐａまで減圧した状態で、ペルチェ素子１２に３Ｖの電圧を印加して焦電結晶１１を約１２０秒間加熱し、１００℃にした後、ペルチェ素子１２に流す電流の向きを逆にして６０秒かけて焦電結晶１１を−１０℃まで冷却したときの、冷却中における蛍光板１５の発光の様子を観察したものである。
【００３３】
図５及び図６から、本実施例に係る透過型電子顕微鏡によれば、針２３の先端から試料Ｓまでの距離や、試料から蛍光板までの距離を変更することにより、拡大倍率が異なる透過電子線像が得られることが分かる。
【００３４】
［実施例２］
図７は本発明の第２実施例の透過型電子顕微鏡の概略構成図、図８は針２３周辺の拡大図である。第２実施例は、試料Ｓと針２３の間に集束レンズとしての電子レンズ３０が配置されている点で第１実施例と異なる。その他の構成は第１実施例と同じであるため、同一符号を付して説明を省略する。
電子レンズ３０は、試料保持具１４に保持される試料Ｓのやや下側に位置するように該試料保持具１４内に取り付けられている。図９の（ａ）は電子レンズ３０の縦断側面図、（ｂ）は電子レンズ３０の大きさを説明するための実体画像を示す。電子レンズ３０は直径２０ｍｍ、高さが１１ｍｍの円筒状の部品であり、純鉄製のヨーク３０１で覆われた真鍮製のスペーサ３０２と、該スペーサ３０２の中央部に配置されたネオジム磁石３０３とから構成されている。
【００３５】
針２３と試料Ｓの間に電子レンズ３０を配置したことにより、針２３から放出される電子線は図６に示すように電子レンズ３０を通過する際に集束された後、試料Ｓに照射される。なお、針２３の先端から電子レンズ３０までの距離は１ｍｍに、針２３の先端から蛍光板１５までの距離は４０ｍｍにそれぞれ設定されている。
【００３６】
図１０の（ａ）は、線径が１００μｍで目開きが１５０μｍの銅製メッシュを試料Ｓとしたときの、本実施例に係る透過型電子顕微鏡による透過電子線像（図中、白矢印で示す小さい円形の像）である。また、図１０の（ｂ）は、図１０の（ａ）に示す透過電子線像の発光強度を示すグラフである。このグラフの横軸は透過電子線像の中心を通る直線上に位置する任意の点を原点としたときの原点からの距離（μｍ）を、縦軸は発光強度を示す。図８の（ｂ）において、距離が３００μｍから７００μｍの範囲において発光が観察されたことから、透過電子線像の直径は約４００μｍであったことが分かる。
【００３７】
一方、図１１の（ａ）は、図１０と同じ銅製メッシュを試料Ｓとしたときの、第１実施例に係る透過型電子顕微鏡（つまり、電子レンズなしの透過型電子顕微鏡）による透過電子線像（図中、白矢印で示す。）であり、図１１の（ｂ）は該透過電子線像の発光強度のグラフである。図１１の（ｂ）において、距離が２０００μｍから８０００μｍの範囲において発光が観察されたことから、電子レンズ３０がない場合の透過電子線像の直径は約６０００μｍであったことが分かる。
【００３８】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような変形が可能である。
電子レンズは、針と試料の間の他、試料と蛍光板の間に配置しても良い。この場合の電子レンズは、対物レンズあるいは結像系レンズとして機能する。
上記実施例では透過電子線像について説明したが、回折電子線像についても同様の結果が得られる。
上記実施例では、ペルチェ素子だけで焦電結晶を加熱・冷却するようにしたが、ペルチェ素子は焦電結晶の冷却のみに用い、焦電結晶の加熱は電熱線等のヒータを用いても良い。この場合は、ペルチェ素子とヒータが温度変化手段を構成することになる。
【符号の説明】
【００３９】
１０…真空容器
１０１…垂直管部
１０２…水平管部
１０３…窓用管部
１０４、１０５…蓋
１０６…窓板
１１…焦電結晶
１２…ペルチェ素子
１３…電源装置
１４…試料保持具
１５…蛍光板
１６…撮像装置
１７…蛇腹ダクト
２０…第１ロッド
２１…第２ロッド
２２…支持体
２３…針
２４…グリース
３０…電子レンズ
３０１…ヨーク
３０２…スペーサ
３０３…ネオジム磁石
Ｓ…試料
【図１】
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【図３】
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【図７】
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【図８】
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【図１２】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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