電子ビームを生み出す電子源と、前記試料の一部分を横切って前記電子ビームを走査する第1の偏向器と、前記電子ビームを集束させて、前記試料のところに前記電子源の像を形成する第1の電子レンズと、前記試料を透過した電子を検出する検出器と、前記試料からの前記電子を集束させて、前記検出器のところにまたは前記検出器の近くに像を形成する第2の電子レンズと、前記電子ビームをデスキャンし、前記ビームを前記検出器へ導く第2の偏向器と、前記デスキャンされた像を補正する像補正器とを備える走査共焦点電子顕微鏡SCEM。前記検出器が分割されている、請求項1に記載のSCEM。前記検出器の面積が、前記検出器の平面に投影される前記源の前記像の面積の少なくとも2倍であり、前記検出器の平面が、前記源の平面と共役であるかまたは前記源の平面とほぼ共役である、請求項1に記載のSCEM。前記検出器が、前記顕微鏡の横方向分解能の少なくとも2倍の直径を有するディスク検出器を備える、請求項1に記載のSCEM。前記検出器がディスク検出器を備える、請求項3に記載のSCEM。前記検出器がリング検出器を備える、請求項3に記載のSCEM。前記検出器がリング検出器およびディスク検出器を備える、請求項3に記載のSCEM。前記検出器がEELS分光計を備える、請求項3に記載のSCEM。走査共焦点透過型電子顕微鏡におけるコントラストを増大させる方法であって、電子源から電子ビームを生み出すステップと、試料を横切って前記電子ビームを走査するステップと、前記電子ビームを集束させて、前記試料のところに前記電子源の像を形成するステップと、前記試料からの前記電子ビームを集束させて、前記検出器のところに前記電子源の像を形成するステップと、前記電子ビームをデスキャンするステップと、前記試料の下方で前記電子源の前記像の球面収差を補正するステップと、下方で前記電子源の前記像を検出するステップとを含む方法。前記像を検出するステップが、弾性散乱または非弾性散乱による前記プローブの空間的な再分配を検出するステップを含む、請求項9に記載の方法。前記像を検出するステップが、所定の横方向の再分配を取得し、前記試料を透過した電子だけを検出するリング検出器を使用するステップを含む、請求項9に記載の方法。前記検出器上の前記像の焦点をずらして、軽元素の信号を強めるステップをさらに含む、請求項9に記載の方法。前記試料の下方で前記電子源の前記像を検出するステップが、前記試料内で変位しなかった電子をディスク検出器を使用して検出し、前記試料内で変位した電子をリング検出器を使用して検出するステップを含む、請求項9に記載の方法。前記試料内で大きな角度で散乱した電子が前記検出器に衝突しないように、投影カラムの倍率を調整するステップをさらに含む、請求項13に記載の方法。前記試料の下方で前記電子源の前記像を検出するステップが、EELS分光計を使用して前記電子を検出するステップを含む、請求項10に記載の方法。本発明の目的は、走査共焦点電子顕微鏡法においてコントラストの向上を提供することにある。好ましい一実施形態において、本発明は、試料にわたって電子ビームを走査し、試料の下でビームをデスキャンする。試料の下のビームは、球面収差に関して補正される。試料の下方に補正器correctorを配置すると、画像のコントラストを向上させることができることを本出願の出願人は見出した。コントラストの向上は例えば、軽い原子を画像化する能力を提供する。この能力は、先行技術にはなかったものである。絞り平面で集束しない電子を小さな絞りおよび検出器が排除する従来のSCEM走査共焦点電子顕微鏡とは違い、本発明の実施形態は、検出器平面における電子源像の分解能よりもかなり大きい検出器を使用して、試料を透過するときに変位した電子を集め、検出器平面で集束しない電子を排除する。以上では、以下の本発明の詳細な説明をより十分に理解できるように、本発明の特徴および技術上の利点をかなり広く概説した。以下では、本発明の追加の特徴および利点を説明する。開示される着想および特定の実施形態を、本発明の同じ目的を達成するために他の構造を変更しまたは設計するベースとして容易に利用することができることを当業者は理解すべきである。さらに、このような等価の構造は、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨および範囲を逸脱しないことを当業者は理解すべきである。次に、本発明および本発明の利点のより完全な理解のため、添付図面に関して書かれた以下の説明を参照する。当業者は、多くの代替実施形態を、特に本明細書に添付された図を検討することによって容易に認識するが、以下の詳細な説明は、本発明の好ましい実施形態を例示するものであり、本発明の範囲を限定するのは添付の特許請求の範囲だけである。試料の下方で補正器を使用するとコントラストが強まることを本出願の出願人は見出した。本発明の実施形態は、試料に関する3D情報を提供することができる新たな用途を可能にする。さらに、非弾性的に散乱した電子を除去する実明視野RealBrightFieldRBF検出器の能力により、この技法を使用して厚い試料を画像化することができる。伝統的に、STEM検出は、試料の下方のレンズの後焦点面または後焦点面付近で実行された。後焦点面は、回折面としても知られている。共焦点顕微鏡法の検出器は、試料の下方のレンズの実像平面に配置され、試料内部の所定の深さからの情報を提供することができるため、主として3次元画像化に対して使用された。試料の下方の補正器を使用して試料の像を補正すると、実像平面でSTEM型の検出を実行することができ、回折面で実行された検出に比べてコントラストが向上することを本出願の出願人は見出した。回折面で従来のSTEM検出を実行するときには、ビームを走査しても回折面の電子パターンは動かないテレセントリック走査telecentricscanningであると仮定する。ビームを走査するときに実像平面の電子パターンは静止していないため、固定された検出器上に強度分布を投影することができるように、ビームをデスキャンする必要がある。試料中の原子のカラムのそばをビームが走査すると、ビームは変位し、この変位は、実空間における電子の再分配redistributionを提供し、この再分配は、リング検出器および/またはディスク検出器を使用して検出することができる画像内のコントラストとして現われる。本発明の実施形態は、従来のSTEMに対する補足情報を提供し、軽元素lightelementを視覚化する新たな様式を提供する新たな用途を可能にする。本発明の実施形態は、新たな焦点外れ実STEM技法の使用を可能にし、直接の化学的コントラストを提供する。本発明の実施形態は、1ステージ移動を使用する代わりに、組み合わされたビーム移動を使用することによって、共焦点像を記録する速度を劇的に向上させ、2高価な画像化エネルギーフィルタを必要とせずに、STEMにおいて基本的な化学マッピングを達成する可能性を開き、3試料との相互作用に起因するプローブの再分配に基づく新たなコントラスト機構を提供する。本発明は、4H、O、N、B、Liなどの軽元素を視覚化し、5弾性信号を非弾性信号から分離し、6試料内の電場および磁場を単位セルごとに視覚化するために、改良された結果を提供する新たなコントラスト機構を可能にする。試料の電場および磁場は小さなプローブを偏向させるローレンツ力、電気力。分割されたsegmentedディスク検出器を用いると、それらのシフトを検出して、偏向の強度および方向を、プローブの分解能で決定することができる。これまでのところ、これは、回折面でのみ実行されている微分位相コントラスト法differentialphasecontrastmethodDPC、JohnChapman教授他、イギリスGlasgow。この好ましい実施形態は実空間にあり、このことは利点を提供する。共焦点構成または走査構成において、原子レベルの先鋭なプローブのCs補正されたCs-corrected像は、試料に関する多くの情報を含むという認識に、本発明は基づいている。この情報は例えば、試料との相互作用によるプローブの空間的な再分配、または弾性散乱および非弾性散乱によって引き起こされるビーム方向の局所的な変化である。集束プローブの像に対応する絞りサイズを有する先行技術の単純なディスク検出器は、この情報の全てを記録することはできない。この情報の一部にアクセスするため、さまざまな実施形態に、以下の変更のうちの1つまたは複数の変更を単純なディスク検出器に加えることができる。-検出器がディスク検出器である必要はなく、リング検出器とすることもでき、任意選択で、リング検出器が中心ディスク検出器を取り囲むこともできる。-検出器が、分解能と同等のサイズを有する必要はなく、分解能よりもかなり大きなサイズを有することができる例えば10×。-検出器を、プローブの焦点像内に正確に配置する必要はなく、焦点からやや外れた位置に検出器を配置することもできる。-検出器を分割することもできる。本発明の実施形態は、試料にわたってビームを走査することができる電子顕微鏡と、走査されたビームを光軸に向け直すデスキャニング装置と、少なくとも結像システムの球面収差を補正する補正器と、プローブ像の位置またはプローブ像に近い位置のビーム強度を記録するディスク検出器および/またはリング検出器の組合せを含む。このデスキャンユニットおよび補正器は、検出器の平面または検出器の平面付近に、鮮明で動かないプローブ像を生み出す。コントラストが生じるのは、試料内でのビームの再分配が、原子カラムに対するプローブの位置に依存するためである。InGaカラムに入射したプローブのInGaAs内での再分配の計算が、Chu他、Phys.Rev.Lett.1042010196101]に記載されている。本発明のいくつかの実施形態によれば、試料の深さセクショニングdepth-sectioningを、試料の高さを機械的に変化させる深さセクショニングとは反対にプローブを形成する光学部品の焦点と結像光学部品の焦点とを同期的に変更することによって実行することができ、試料から検出器までの倍率を調整することによって、試料の平面における検出器の見かけのサイズを調整することができ、ある空間的な再分配を取得し、あるエネルギー損失を受けた電子だけの像を形成するために、検出器をEELS分光計とすることができる。これを使用して、弾性EELSの信号と非弾性EELSの信号とを識別することができる。従来のSTEM画像化では、対物レンズの後焦点面と共役の位置に検出器が配置され、ディスク検出器およびリング検出器は、明視野BF検出器および暗視野DF検出器と呼ばれる。試料の実像と共役の位置に検出器が配置される点を除けば、本発明の実施形態の結像法は同様である。したがって、本出願の出願人は、この技法を、実空間realspaceSTEMR-STEMと呼び、検出器を、実暗視野RDF検出器および実明視野RBF検出器と呼ぶ。本発明の実施形態は以下の属性を有することができる:横方向分解能よりもかなり大きなディスク検出器を有する共焦点構成リング検出器を有する共焦点構成軽元素のコントラストを強めるために検出器位置の像が焦点外れである共焦点構成試料との相互作用に起因する空間的な広幅化の差を記録するために、原子レベルの鮮明な動かないプローブ像を得るためのデスキャンユニットおよびCs補正を有する共焦点構成図1は、先行技術の電子ビームシステム100の略側面図である。冷陰極電界エミッタ、ショットキーエミッタなどの源先端102から発散ビーム104が放出される。収差補正器106が、電子104を集束させてほぼ平行なビーム108とし、ビーム108は、カラムの光軸に平行に導かれて、第1のレンズ110に入射する。補正器106は、球面収差、または球面収差と軸上の色収差の組合せを補正するように構成することができる。レンズ110は、試料114のバルク内にビーム焦点116を形成する。ビーム112は、焦点116よりも上方の試料114の全ての部分に対しては収束ビームであり、焦点116よりも下方の試料114の全ての部分に対しては発散ビーム118となる。図1に示す先行技術の電子ビームシステムでは、2次元画像化データを試料114から取得するために、試料を、X-Yラスタパターン150で機械的に走査する。レンズ120が、発散電子ビーム118を集束させてほぼ平行なビーム122とし、ビーム122は、下収差補正器124内へ導かれる。下補正器124は、電子ビーム122を集束させて収束ビーム126とし、収束ビーム126は、絞りプレート128の小さな開口を通過し、電子検出器130に達する。ビームの交差部crossover116は、試料114のバルク内の所望の像平面内にある。しかしながら、電子ビームの大部分は試料114のバルク全体を通り抜けるある程度の電子吸収は受けるため、電子は、試料114内のあらゆる深さから散乱する可能性があり、交差部116を含む像平面で散乱するとは限らない。例えば、図示の電子119は、試料114の下面で散乱している。電子119は、像平面よりも下方の点からレンズ120を横切るため、レンズ120は、これらの電子を集束させて発散ビーム142とする。下補正器124は、散乱しなかったビーム122の球面収差を補正するように、または散乱しなかったビーム122の球面収差および色収差を補正するように構成されている。電子142は、ビーム122内の軌道よりも大きな角度で補正器124に到達するため、補正器124は収差補正を完全には達成せず、したがって、補正器124から出現した、光線142に対応する電子144は、絞りプレート128の平面内の、絞りプレート128の開口の外側のある半径のところに到達し、したがって電子144は、示されているように、絞りプレート128の点146に衝突する。したがって、試料114内の所望の像平面以外の位置から散乱した電子は検出器130に到達しない。したがって、この絞り機能は、先行技術の電子ビームシステム100において達成可能な深さ分解能depthresolutionを向上させる。次いで、リング検出器を使用し、試料内において横方向のある再分配を取得した電子だけを用いて像を形成することができる。ディスク検出器上の焦点のずれたプローブ像は、結像システムの色収差を使用して、試料内であるエネルギー損失を受けた電子の信号を強めることができる。非常に大きな角度で散乱した電子は、結像システムのより高次の収差のため、小さなディスク検出器には再集束しない。ディスク検出器には、ある角度以下の角度で散乱した電子だけが検出されるようなサイズを与えることができる。具体的には、検出器のサイズとプローブ像の焦点外しdefocusの適切な組合せを使用して、主に前方へ散乱する軽元素例えばH、O、N、B、Liなどの信号を強めることができる。検出器上のプローブ像の焦点外しは、像補正器内のトランスファレンズtransferlensまたは投影システム内のレンズを変更することによって達成することができる。さらに、このような大きなサイズの検出器を使用すると、光学走査-デスキャニング方式が再び実行可能になり、はるかに低速の機械走査の代わりに、光学走査-デスキャニング方式を使用することができる。図2は、本発明に基づく電子ビームシステム200の略側面図である。当業者によく知られている冷陰極電界エミッタ、ショットキーエミッタなどの源先端202から、電子204の発散ビームが放出される。コンデンサカラムcondensercolumn206が、電子204を集束させてほぼ平行な電子ビーム208とし、電子ビーム208は、カラムの光軸に平行に導かれて、任意選択の上収差補正器210に入射する。補正器210は、当業者によく知られている球面収差、または球面収差と軸上の色収差の組合せを補正するように構成することができる。コンデンサカラム206および上収差補正器210の動作の詳細は本発明の部分ではない。補正器210から電子ビーム214が出現し、電子ビーム214は2段偏向器212に入射する。2段偏向器212は、当業者によく知られている磁気偏向コイルもしくは静電偏向板、または磁気偏向要素と静電偏向要素の組合せを備えることができる。2段偏向器の設計の詳細は本発明の部分ではない。2段偏向器212の重要な要素は、2段偏向器212が、2つのビーム偏向段、すなわち図2の右側へビームを偏向させる第1の偏向段と、続いて電子ビーム214を戻して左方へ偏向させる第2の偏向段とを備えることである。2段偏向の目的は、レンズ218から出現した集束ビーム220が試料222に対してテレセントリックになるような態様でビーム214がレンズ218の焦点面を通過するように、ビーム214を誘導することである。テレセントリック走査とは、走査視野の範囲全体にわたってビームが常に試料表面に対してほぼ垂直である走査モードである。レンズ218は、試料222のバルク内にビーム焦点223を形成する。ビーム220は、焦点223よりも上方の試料222の全ての部分に対しては収束ビームであり、焦点223よりも下方の試料222の全ての部分に対しては発散ビーム225となる。レンズ226が、発散電子ビーム225を集束させてほぼ平行なビーム228とし、ビーム228は、2段偏向デスキャニングシステム230内へ導かれる。デスキャニングの目的は当技術分野においてよく知られている。投影光学部品238、検出器244および246ならびに下補正器234を最適に動作させるためには、試料内のビーム焦点223の位置に関わらず、電子ビームの中心が対称軸上にあることが非常に望ましい。試料222の上方の偏向器212と同様に、2段偏向器230も2つのビーム偏向段を有することに留意されたい。第1の上偏向段は、図2の左側へビームを偏向させ、第2の下偏向段は、軸上にありかつ軸に平行となるようにビームを逆方向へ偏向させる。偏向器212によって誘起された走査のため、動的なビーム偏向は残存しない。したがって、偏向器230から出てきたビーム232は、理想的に、下収差補正器234に入るときに動かず、軸上にある。補正器234は、当業者によく知られている球面収差、または球面収差と軸上の色収差の組合せを補正するように構成することができる。補正器234からビーム236が出現し、ビーム236は投影カラム238に入射する。投影カラム238は、一般にディスクである中心検出器244の平面にビームの交差部242を形成する。下収差補正器234および投影カラム238の動作の詳細は本発明の部分ではない。次に、試料222によって弾性的に散乱し、試料222の下面から、カラムの光軸に対するより大きな散乱角で出現する電子252の集束時の振舞いを検討する。レンズ226は、電子252を集束させて、概ね平行なビームとする。このビームは、散乱しなかったビーム225よりも大きな半径光軸から測定を有する。レンズ226の球面収差のため、電子252は、散乱しなかった電子225よりも強く偏向する傾向を有する。補正器234および投影カラム238の設計は一般に、補正器234に入射するビーム232内の電子軌道および投影カラム238に入射するビーム236内の電子軌道の典型的なより小さなビーム半径およびより小さな角度に対して最適化される。補正器234に入射する軌道256、投影カラム238に入射する軌道258などのより大きな半径および/またはより大きな角度の電子軌道は収差を示し、その結果、軌道260は、散乱しなかったビーム240が検出器244に衝突する位置242の軸から外れた検出器246上の位置262に衝突する。図2では、弾性的に散乱した電子260と検出器平面との交点262が、外側検出器246上に示されている。外側検出器246は、当業者によく知られている単一のリング検出器または分割されたリング検出器とすることができる。コンデンサカラム206、上収差補正器210およびレンズ218の組合せの集束強度focusingstrengthを増大させた場合、ビームの交差部223は、試料222の上面に向かって上方へ移動することに留意されたい。同時に、レンズ226、下収差補正器234および投影カラム238の組合せの集束強度を適切な量だけ低減させれば、投影カラム238の出口と検出器の平面との間の軌道240および260は維持される。この動作モードでは、集束光学系の上側の部品と下側の部品を同時に調整することにより、試料222の全厚にわたる深さセクショニングが可能である。明らかに、この深さセクショニング法は、光軸に沿った試料の機械的なステージ移動を使用する先行技術の方法よりもはるかに高速で、より再現可能である。この動作モードでは、中心検出器244を実明視野RBF検出器として使用し、外側検出器246を実暗視野RealDarkFieldRDF検出器として使用することができる。これは、RBF検出器244が、散乱しなかった電子および純粋に非弾性的に散乱したすなわち小さな散乱角の電子の一部または全部を集めることを意味する。これは、明視野画像化モードに対応する。同時に、RDF検出器246は、弾性的に散乱した電子の一部を集める。これは、暗視野画像化モードに対応する。図3は、試料222である程度のエネルギー損失を受けた電子310が投影カラム238から軌道360で出現し、検出器平面の、外側検出器246上の位置312に到達するように、下補正器234と投影カラム238の結合された電子光学集束効果が再調整された、本発明の他の実施形態を示す。純粋に非弾性的に散乱した電子の角偏向はほとんどないため、ビーム325、328、332および336は、散乱しなかった電子と非弾性的に散乱した電子の組合せを表すことに留意されたい。図3では、非弾性的なエネルギー損失が原因でレンズ226に生じる色収差が無視されている。本質的に、下補正器234および投影カラム238における結合された色収差は、交点312が外側RDF検出器246上に来るのに十分な距離だけ、非弾性的に散乱した電子310を軸からずらして偏向させる働きをする。下補正器234と投影カラム238の再調整の相対量は、非弾性的に散乱した電子の一部だけが外側RDF検出器246上に来るように調整することができる。この動作モードでは、RDF検出器が、非弾性的に散乱した電子に対する安価なエネルギー帯域通過フィルタとして機能する。図4は、本発明の他の実施形態を示す。試料222に入射した収束電子ビーム220の一部分が、試料222内の原子から散乱することによって試料222内で偏向され、それにより試料222内に電子軌道402を形成する。軌道402は、1つまたは複数の弾性散乱事象によって生じる可能性があり、そのような弾性散乱事象に、結晶格子内の電子チャンネリングが加わる可能性もある。最終結果は、図4に示されているように、試料222の下面を通して、散乱しなかったビーム225の外側の角度および位置で、軌道402が出現することである。この組み合わされた変位および角偏向のため、軌道404は、レンズ226によって、発散ビーム225内の電子とは異なる様式で集束する。2段偏向デスキャニング偏向器230の通過および2段偏向デスキャニング偏向器230による偏向の後、軌道406は、散乱しなかったビーム232とは異なる半径および異なる角度で下収差補正器234に入射する。そのため、投影カラム238に入射する対応する軌道408も、散乱しなかったビーム236とは異なる半径および異なる角度を有する。これに対応して、投影カラム238から、異なるこの例ではより大きな角度を有する軌道410が出現し、軌道410は、検出器平面の、外側RDF検出器246上の位置412に到達する。したがって、下補正器234および投影カラム238に対するこの設定構成を用いると、試料222内でのビームの変位に関する情報を含む信号を形成することができる。図4の画像化モードでは、試料内でのビームの再分配が、原子カラムに対するプローブの位置に依存するため、コントラストが生み出される。図5は、薄い透過試料504上に集束した円錐形の収束電子プローブ502を示す。試料504の下面から、試料504を透過した電子506が、円錐形の発散ビーム506として出現している。従来のSTEM後焦点面検出器が、環状検出器510によって取り囲まれた中心検出器508として示されている。当技術分野ではよく知られているように、検出器508および510は、光軸に対してある特定の角度で試料504から出た全ての軌道が、検出器508および510の平面の同じ位置に1次的に集束するような態様で、投影レンズ図5には示されていない。図1のレンズ120を参照されたいの後焦点面に配置される。他の角度で試料504から出た軌道も同様に、検出器508および510の平面の他の位置に集束する。試料平面と共役の焦点面具体的には、プローブが最小の直径を有する試料504内の平面と共役であることが好ましいよりもわずかに上方に配置された中心検出器514および環状リング検出器516によって、本発明の代替検出器構成が示されている。中心検出器514は、検出器514および516の平面におけるビームの直径よりも小さくなるように構成されており、したがって、ビーム512の相当な部分は検出器514のわきを通り抜け、試料平面と共役の平面に位置する検出器520によって集められる。この図から、検出器514および516が動作するためには、従来の先行技術のSTEM検出器508および510がカラムの部分ではないか、またはカラムの光軸から外れるように移動することが必要であることを理解すべきである。さもなければ、ビーム506は検出器508で止められ、検出器514、516または520に到達することができないからである。残りの議論は検出器514、516および520に関し、その議論では、検出器508および510は存在しないものとする。検出器514および520はともに、レンズの後焦点面通常のSTEM画像化用の検出器508および510が配置されたであろう平面を通過したビーム512の一部分を集めるように示されている。試料504内で軸から外れて散乱した電子はリング検出器516に衝突する。中心の散乱しなかったビームは検出器516に衝突しないため、検出器516からの信号を使用して形成される画像は暗視野画像である。さらに、検出器516はほぼ、試料と共役の像平面にあるため、検出器516からの信号を使用して形成される暗視野画像を、後焦点面に位置する環状検出器すなわち図5の検出器510からの信号を使用した従来の暗視野画像からこの画像を区別するために、暗視野焦点外れ実STEM画像と呼ぶ。ディスク検出器514によって集められる電子は、小さな散乱角を有する電子に対応し、これには、1次ビームからの散乱しなかった電子および試料504の原子番号が小さい成分から散乱した電子が含まれる。この信号から生じる画像を明視野焦点外れ実STEM画像と呼ぶ。ビーム512は、ビーム512中のより大きな散乱角を有する電子一般に原子番号のより大きな元素から散乱した電子からなるが、検出器514のわきを通り抜けることができ、次いで検出器520によって集められるように、焦点をずらして示されている。この方法によって、試料504内の原子番号が小さい原子からの信号は、試料514内の原子番号のより大きな元素から生じる一般にはるかに強い信号に比べて強まる。この方法により、以前には不可能だった方式で、試料504内の原子番号が小さい元素から生じる比較的に弱い信号を、試料504内の原子番号のより大きな元素から生じるより強い信号から分離することができる。図6Aおよび6Bは、明らかに原子分解能を示すR-STEM画像を示すこれらの画像は、2重Cs補正TitanTEM上でAu<111>試料から取得したものである。図7Aおよび7Bは、焦点のずれたビームの中心部を選択することによって、前方へ散乱する電子が支配的となり、これらの画像から分かるように、軽元素のカラムからのコントラストが強まることを示している。これらの画像は、焦点外れR-STEMDR-STEMによって得られる。左側の画像は、焦点外れ実明視野DefocusedRealBrightFieldDRBF画像であり、この画像は、B原子カラム画像内の明るいスポットおよび投影構造内の紫色および画像内の黒いスポットおよび投影構造内の赤いドットとしてのLa原子カラムの位置を示している。本出願の出願人が知る限りでは、先行技術は、TEMにおいてこのような軽元素の直接視覚化を可能にする使用可能な容易な技法を提供しない。右側の画像は、La原子カラムを画像内の明るいスポット投影構造内の赤いドットとして示す、焦点外れ実暗視野DefocusedRealDarkFieldDRDF画像であり、この画像は、実空間内の焦点のずれたスポットの周囲のリング検出器を使用することによって得られる。図8は、ビームの周囲に絞りを置くことによってエネルギーフィルタリング効果を達成することができることを示している。ビームの焦点外しおよび絞りサイズを調整することによって、それぞれ、エネルギー窓の位置およびエネルギー窓の幅を調整することができる。この図は、LaB6試料に対して記録されたEELSスペクトルを示す。この焦点外しと検出器サイズの組合せは、エネルギー損失120eVにおいて電子の信号を最大にし、窓は10eVである。本発明の一態様によれば、走査共焦点電子顕微鏡SCEMは、電子ビームを生み出す電子源と、試料の一部分を横切って電子ビームを走査する第1の偏向器と、電子ビームを集束させて、試料のところに電子源の像を形成する第1の電子レンズと、試料を透過した電子を検出する検出器と、試料からの電子を集束させて、検出器のところにまたは検出器の近くに像を形成する第2の電子レンズと、電子ビームをデスキャンし、ビームを検出器へ導く第2の偏向器と、デスキャンされた像を補正する像補正器とを備える。いくつかの実施形態では、SCEMの検出器が分割されている。いくつかの実施形態では、検出器の面積が、検出器の平面に投影される源の像の面積の少なくとも2倍であり、検出器の平面が、源の平面と共役であるかまたは源の平面とほぼ共役である。いくつかの実施形態では、検出器がディスク検出器を備える。いくつかの実施形態では、検出器が、顕微鏡の横方向分解能の少なくとも2倍の直径を有するディスク検出器を備える。いくつかの実施形態では、前述の検出器がリング検出器を備える。いくつかの実施形態では、検出器がリング検出器およびディスク検出器を備える。いくつかの実施形態では、検出器がEELS分光計を備える。本発明はさらに、走査共焦点透過型電子顕微鏡におけるコントラストを増大させる方法であって、電子源から電子ビームを生み出すステップと、試料を横切って電子ビームを走査するステップと、電子ビームを集束させて、試料のところに電子源の像を形成するステップと、試料からの電子ビームを集束させて、検出器のところに電子源の像を形成するステップと、電子ビームをデスキャンするステップと、試料の下方で、電子源の像の球面収差を補正するステップと、下方で電子源の像を検出するステップとを含む方法を含む。いくつかの実施形態では、上記方法の像を検出するステップが、弾性散乱または非弾性散乱によるプローブの空間的な再分配を検出するステップを含む。いくつかの実施形態では、試料の下方で電子源の像を検出するステップが、EELS分光計を使用して電子を検出するステップを含む。いくつかの実施形態では、上記方法の像を検出するステップが、所定の横方向の再分配を取得し、試料を透過した電子だけを検出するリング検出器を使用するステップを含む。いくつかの実施形態では、試料の下方で電子源の像を検出するステップが、試料内で変位しなかった電子をディスク検出器を使用して検出し、試料内で変位した電子をリング検出器を使用して検出するステップを含み、いくつかの実施形態では、試料内で大きな角度で散乱した電子が検出器に衝突しないように、投影カラムの倍率を調整するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、走査共焦点透過型電子顕微鏡におけるコントラストを増大させる方法が、検出器上の像の焦点をずらして、軽元素の信号を強めるステップをさらに含む。用途に応じて、異なる実施形態の異なる特徴を組み合わせることができる。上記の全ての請求項に関して、プローブCs補正器は必須ではない。非プローブ補正顕微鏡とプローブCs補正顕微鏡の唯一の違いは、得ることができる横方向分解能の違いである。本発明および本発明の利点を詳細に説明したが、添付の特許請求の範囲によって定義された本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書に記載の実施形態に、さまざまな変更、置換および改変を加えることができることを理解すべきである。さらに、本出願の範囲が、本明細書に記載されたプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法およびステップの特定の実施形態に限定されることは意図されていない。当業者なら本発明の開示から容易に理解するように、本明細書に記載された対応する実施形態と実質的に同じ機能を実行し、または実質的に同じ結果を達成する既存のまたは今後開発されるプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法またはステップを、本発明に従って利用することができる。したがって、添付の特許請求の範囲は、その範囲内に、このようなプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法またはステップを含むことが意図されている。