Simulering av elektronkanon med dubbla elektrostatiska linser för TEM-fasplatta

Sammanfattning

Transmissionselektronmikroskopi ger ofta låg bildkontrast för biologiska prover. En möjlig metod för att förbättra kontrasten är att använda ett elektrostatiskt potentialfält från en extern elektronstråle som fasplatta. Detta arbete undersökte via simuleringar i COMSOL Multiphysics om en befintlig elektronkanondesign med dubbla elektrostatiska linser kunde generera en ström på 5-5,5 μA och en fokusdiameter på 1-5 μm vid 15 cm efter andra linsen i elektronkanonen. Systemet analyserades med och utan partikelinteraktioner. Resultaten visade att målströmmen kunde uppnås genom att justera linsspänningar och införa en apertur. Däremot nåddes inte den önskade fokusdiametern. Den minsta diametern var 51,9 μm utan partikelinteraktioner och 744 μm med partikelinteraktioner. En större radie på den andra linsen samt coulombrepulsion mellan elektronerna försämrade strålens fokusering kraftigt vid 15 cm efter andra linsen. För att minska aberrationer och förbättra fokuseringen framöver bör magnetiska linser undersökas som ett alternativ till elektrostatiska linser.