Sondengröße und -strom

In einer beliebig kleinen Elektronensonde (Durchmesser d) lässt sich kein beliebig großer Elektronenstrom I "unterbringen". Der Richtstrahlwert R bildet die Verknüpfung zwischen beiden.

Elektronensonde

Im STEM-Modus spielt neben der Kleinheit der Elektronensonde auch der darin enthaltene Strahlstrom eine entscheidende Rolle. Bei Sondengrößen im Nano- und Subnanometerbereich ist ein hoher Richtstrahlwert notwendig, wie ihn die Schottky- oder die kalte Feldemissionskathode liefern. 

Die Grafiken zeigen den Zusammenhang zwischen Strahlstrom und Sondendurchmesser bei einem Richtstrahlwert, wie er für die Schottky-Kathode typisch ist. Demnach wird mit öffnungsfehlerbehafteten Kondensorlinsen bestenfalls ein Sondendurchmesser von 0,4 nm bei einem Strahlstrom von 10 pA erreicht. Wird der Öffnungsfehler korrigiert, sind bei gleichem Strahlstrom weniger als 0,1 nm möglich. Für analytische Messungen muss der Strahlstrom höher sein. 1 nA werden ohne Öffnungsfehler bei einem Sondendurchmesser von 0,6 nm erreicht, mit Öffnungsfehler erst bei 0,9 nm. Das zeigt, dass die Öffnungsfehlerkorrektur auch für das Kondensorsystem zweckmäßig ist.