本發(fā)明涉及一種使用帶電粒子顯微鏡的方法，包括：

—樣本保持器，其用于保持樣本；

—源，其用于產(chǎn)生帶電粒子的照射射束；

—照明器，其用于引導所述射束從而照射樣本；

—檢測器，其用于響應于所述照射而檢測從樣本放射的出射輻射通量。

帶電粒子顯微術是用于特別是以電子顯微術的形式對顯微對象進行成像的眾所周知且越來越重要的技術。歷史上，電子顯微鏡的基本種類已經(jīng)經(jīng)歷到許多眾所周知的設備類別的演變，該設備類別諸如透射電子顯微鏡（tem）、掃描電子顯微鏡（sem）以及掃描透射電子顯微鏡（stem），并且還演變?yōu)楦鞣N子類，諸如所謂的“雙射束”工具（例如fib-sem），其此外采用“加工”聚焦離子束（fib），例如允許諸如離子束銑削或離子束致沉積（ibid）之類的支持性活動。更具體地：

—在sem中，通過掃描電子束進行的樣本照射促成來自樣本的“輔助”輻射的放射（其例如以次級電子、背散射電子、x射線和光致發(fā)光（紅外、可見和/或紫外光子）的形式）；然后出于圖像累積的目的檢測并使用此放射輻射的一個或多個分量。

—在tem中，用來照射樣本的電子束被選擇成具有足夠高的能量以穿透樣本（其為此將一般地比在sem樣本的情況下更?。?；然后可以使用從樣本放射的透射電子來創(chuàng)建圖像。當此類tem在掃描模式下操作（因此，變成stem）時，在照射電子束的掃描運動期間將累積正在討論中的圖像。

例如從以下wikipedia鏈接可以收集到關于在這里闡述的某些主題的更多信息：

http://en.wikipedia.org/wiki/electron_microscope

http://en.wikipedia.org/wiki/scanning_electron_microscope

http://en.wikipedia.org/wiki/transmission_electron_microscopy

http://en.wikipedia.org/wiki/scanning_transmission_electron_microscopy

作為使用電子作為照射射束的替換，還可以使用其它類別的帶電粒子來執(zhí)行帶電粒子顯微術。在這方面，短語“帶電粒子”應被寬泛地解釋為涵蓋例如電子、正離子（例如ga或he離子）、負離子、質(zhì)子和正電子。關于基于非電子的帶電粒子顯微術，例如可以從諸如以下之類的參考文獻收集到某些更進一步的信息：

https://en.wikipedia.org/wiki/focused_ion_beam

http://en.wikipedia.org/wiki/scanning_helium_ion_microscope

—w.h.escovitz,t.r.fox和r.levi-setti,scanningtransmissionionmicroscopewithafieldionsource,proc.nat.acad.sci.sa72(5),pp1826-1828(1975).

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22472444

應注意的是，除成像和執(zhí)行（局部化）表面改性（例如，銑削、蝕刻、沉積等）之外，帶電粒子顯微鏡還可以具有其它功能，諸如執(zhí)行分光術、檢查衍射圖等。

在所有情況下，帶電粒子顯微鏡（cpm）將包括至少以下部件：

—輻射源，諸如肖特基電子源或離子槍。

—照明器，其用于操縱來自源的"原始"輻射射束并對其執(zhí)行某些操作，諸如聚焦、畸變緩解、裁剪（用孔徑）、濾波等。其通常將包括一個或多個（帶電粒子）透鏡，并且也可包括其它類型的（粒子）光學部件。如果期望的話，可以為照明器提供偏轉器系統(tǒng)，其可以被調(diào)用以促使其引出射束跨被研究的樣本執(zhí)行掃描運動。

—樣本保持器，研究中的樣本可以被保持和定位在該樣本保持器上面（例如傾斜的、旋轉的）。如果期望的話，可以移動此保持器，從而實現(xiàn)射束相對樣本的掃描運動。一般地，此類樣本保持器將被連接到諸如機械載物臺之類的定位系統(tǒng)。

—檢測器（用于檢測從被照射樣本放射的輻射），該檢測器可以本質(zhì)上是單體的或復合式/分布式的，并且取決于被檢測的輻射該檢測器可以采取許多不同形式。示例包括光電二極管、cmos檢測器、ccd檢測器、光伏電池、x射線檢測器（諸如硅漂移檢測器和si（li）檢測器）等。一般地，cmp可以包括多個不同類型的檢測器，在不同的情況下可以調(diào)用該檢測器的選集。

在透射式顯微鏡（諸如例如（s）tem）的情況下，cpm還將包括：

—成像系統(tǒng)，其本質(zhì)上獲得透射通過樣本（平面）的帶電粒子并將其引導（聚焦）到分析設備上，該分析設備諸如檢測/成像裝置、光譜學設備（諸如eels裝置）等。如上文提及的照明器，成像系統(tǒng)還可執(zhí)行其它功能，諸如相差緩解、裁剪、濾波等，并且其一般地將包括一個或多個帶電粒子透鏡和/或其它類型的粒子光學部件。

在下面，舉例來說，有時可以在電子顯微術的特定背景下闡述本發(fā)明；然而，此類簡化僅僅意圖出于明了性/說明性目的，并且不應解釋為限制性的。

按照慣例，采用cpm的調(diào)查涉及到“靜態(tài)”樣本的研究；在這種情況下，帶電粒子的成像射束本質(zhì)上也將是靜態(tài)的（連續(xù)的）。然而，存在不能以常規(guī)方式來令人滿意地研究的某些種類的“動態(tài)”樣本。此后一種類中的樣本展示出作為時間的函數(shù)而（快速地）改變的（物理和/或化學）特性，并且此類特性不能使用靜態(tài)射束來適當?shù)亟衣?。在這里可以與攝影進行類比，其中，延長的曝光完美地適合于捕捉靜態(tài)場景（諸如在天文學中），但是固有地不適宜于捕捉動態(tài)場景（諸如例如高速撞擊）；在后一種情況下，將不得不求助于使用短快門時間和/或短閃光持續(xù)時間（如在頻閃攝影的情況下）。在cpm研究的情況下，如這里提及的“動態(tài)”樣本不一定是正在移動的；更一般地闡述，例如在其經(jīng)歷快速的相變、化學反應、嬗變等的意義上，其正在“演化”。為了跟隨此類變化，一般地不一定要形成樣本的圖像；替代地，在許多情況下，可以從衍射圖、光譜等（其固有地有助于跟蹤成分變化）收集更多有用信息。在這方面，cpm是非常多用途的工具，因為其具有成像、衍射和光譜學功能；然而，到目前為止，其并未提供分析動態(tài)樣本的許多（令人滿意的）方式，特別是在極短（例如皮秒）的時間尺度上。

本發(fā)明的目的是解決此問題。特別地，本發(fā)明的目的是提供一種使用有助于研究動態(tài)樣本行為的cpm的創(chuàng)新方法。

在如在上文的開頭段落中所闡述的方法中實現(xiàn)了這些及其它目的，該方法的特征在于以下步驟：

—在cpm的照明器中，提供包括孔徑陣列的孔徑板；

—使用偏轉裝置來跨所述陣列掃描所述射束，從而交替地使射束中斷和透射以便產(chǎn)生一串射束脈沖；

—用所述脈沖串照射所述樣本，并且使用所述檢測器來執(zhí)行伴隨的出射輻射的位置分辨檢測。

以這種方式產(chǎn)生的射束脈沖的時間分離將取決于跨孔徑陣列掃描射束的速度和/或陣列中的連續(xù)孔徑的相互間距（其不需要一定是規(guī)則的）。生成的脈沖串中的單獨脈沖的脈沖寬度將取決于陣列中的單獨孔徑的寬度/形式和/或射束的掃描速度。由于陣列長度（的至少分量）在垂直于射束的縱向（z軸）傳播方向的橫向方向（在xy平面內(nèi)）上延伸，所以脈沖串也將（至少部分地）分布在此橫向方向上，作為其結果該串中的單獨脈沖將（最終）在不同的橫向位置處撞擊所采用的檢測器。這樣，由序數(shù)n的脈沖產(chǎn)生（在與樣本的相互作用之后）的圖像、衍射圖、頻譜等（的一部分）（此后稱為“檢測實體”)將（在檢測器的xy檢測器平面上）相對于由序數(shù)n-1的（在前）脈沖和/或序數(shù)n+1的（后續(xù)）脈沖）產(chǎn)生的檢測實體而言在空間上移位；因此，該脈沖串將在檢測器上產(chǎn)生相應的一組相互空間移位（位置分辨、時間辨別）的檢測實體，其便利地允許跟蹤樣本中的演化過程。例如，如果樣本的晶體結構由于相變而從（例如）六邊形演化成立方體，則這將清楚地使其本身表現(xiàn)為使用本發(fā)明的脈沖串記錄的一組相互空間移位的衍射圖圖案。

應注意的是如果期望/要求的話，可以在用本發(fā)明的脈沖串照射樣本的同時（和/或就在用本發(fā)明的脈沖串照射樣本之前）將外部刺激應用于樣本。此類刺激可能例如包括電信號的施加、用光子（或其它粒子）束的照射、化學試劑的給予等。這可以例如被完成從而促成和/或影響樣本中的特定動態(tài)行為。

在本發(fā)明的特定實施例中，所采用的偏轉裝置包括射束所通過的諧振rf（射頻）腔。

可以例如從以下參考文獻收集關于rf諧振腔的一些一般信息：

https://en.wikipedia.org/wiki/microwave_cavity

諧振腔是執(zhí)行射束偏轉的相對緊湊的部件，其在cpm中的射束周圍的一般地狹窄的體積中具有相當大的優(yōu)點。此外，其可以實現(xiàn)非常高的諧振頻率，以允許相對容易地實現(xiàn)皮秒/飛秒范圍內(nèi)的射束偏轉周期；當希望使用本發(fā)明來觀察超快動態(tài)樣本行為時這是重要的優(yōu)點。空腔諧振器的另一優(yōu)點是其固有地具有低/零泄漏場。然而，可以用其它方式來體現(xiàn)本發(fā)明所使用的偏轉裝置，例如作為更加常規(guī)的靜電或磁性偏轉器；此類偏轉器（如果期望的話）可以被高速諧振電路驅(qū)動，其目的是實現(xiàn)較高的偏轉頻率。

在本發(fā)明的特定實施例中，在tm110模式下激發(fā)（操作、驅(qū)動）如在前面的段落中闡述的諧振腔。根據(jù)在電磁場中的標準使用，符號“tm”指示橫向磁場，即不具有縱向磁分量（使得沿著上述z軸b＝0）的電磁場。下標“110”的三位字節(jié)（triplet）表示滿足關于腔體中的麥克斯韋等式的邊界條件所需的波矢量k的整數(shù)特征值。在不進一步探究數(shù)學細節(jié)的情況下，tm110模式是在半徑r＝0（從z軸向外測量）處具有強橫向磁場且在r＝0處具有零電場的偶極子模式。此類模式可以例如在腔體中借助于接近于腔體的壁（在z軸遠側）放置的赫茲偶極子環(huán)形天線來激發(fā)?？梢岳缤ㄟ^以下各項來實現(xiàn)此類型的天線：

—在腔體的壁中創(chuàng)建小鉆孔；

—通過此鉆孔以所述內(nèi)導體不碰觸所述（導電）壁的方式來向腔體的內(nèi)部饋送同軸線纜的內(nèi)導體；

—在所述壁的近側在所述內(nèi)導體中創(chuàng)建環(huán)路；

—將環(huán)路適當?shù)囟ㄏ颍ɡ缡沟闷淦矫娲怪庇趛軸，以激發(fā)平行于y的磁場）；

—將所述同軸線纜連接到振蕩射頻電源。

可以用各種方式來調(diào)整腔體的振動行為。例如，可以改變所述振蕩電源的頻率。替換地，可以例如通過與上述天線相對的小鉆孔向腔體中部分地插入小的導電（例如金屬）或電介質(zhì)“柱塞”（調(diào)諧元件）；此類柱塞的插入范圍然后將影響腔體的諧振頻率，因為：

—導電柱塞的插入將局部地減小腔體的有效半徑，具有伴隨的諧振頻率的增加；

—電介質(zhì)柱塞的插入將增加腔體的有效介電常數(shù)，具有伴隨的諧振頻率的下降。

毋庸置疑，當腔體被激發(fā)諧振時（即振蕩電源的頻率與腔體的諧振頻率匹配），結果產(chǎn)生的腔體中的電磁場將處于其最大值。電磁領域的技術人員將熟悉此類概念，并且將能夠根據(jù)特定配置的細節(jié)/要求來實現(xiàn)并優(yōu)化該概念。特別地，他將認識到可以采用其它類型和/或位置的天線（或其它激勵手段）以及其它類型和/或位置的調(diào)諧元件/柱塞。他還將認識到其本身不限于tm110諧振模式，并且原則上，其它類型的tm、te（橫向電）和/或橫向電磁模式可以同樣地或更好地適合于給定機構。

在本發(fā)明的特定實施例中，脈沖化在偏轉裝置上游/進入偏轉裝置的射束（“入射射束”）。以這種方式脈沖化入射射束具有許多優(yōu)點。例如，如果所采用的偏轉裝置具有偏轉的“特性頻率”（如在rf諧振腔的諧振頻率的情況下），則使用脈沖化的入射射束允許調(diào)整（減小）離開偏轉裝置的射束（“出射射束”）的最終（有效）偏轉頻率。在某些情況下，可以根據(jù)不同頻率的兩個信號的疊加來理解此效應，其在比疊加射束中的任一個的頻率低的頻率下產(chǎn)生所謂的“拍”；然而，更一般地，可以在出射射束的期望頻率下脈沖化入射射束，并且同步（鎖相）至被用來激發(fā)偏轉裝置的驅(qū)動（rf）頻率。在特定示例中，如果認為所述特性頻率對于給定應用而言不期望地高（例如，～3×10⁹hz，如由給定rf腔配置產(chǎn)生），則本實施例允許選擇較低的（最終）偏轉頻率，如果期望的話（例如，~10⁶?10⁴hz）。本實施例的另一優(yōu)點是脈沖化的入射射束通?？梢跃哂写笥谶B續(xù)入射射束的瞬時射束電流，導致脈沖串中的每個脈沖中的更多帶電粒子（平均來說），這伴隨有信噪比增加?？梢岳缤ㄟ^使用脈沖激光器來激勵/觸發(fā)/調(diào)制光電源（或者例如來調(diào)制熱源（諸如lab6（熱陰極）晶體）或熱離子源（諸如肖特基發(fā)射器）的熱激發(fā)）而實現(xiàn)如這里提及的脈沖化的入射射束。替換地，可以在源與偏轉裝置之間的某處使用振蕩射束消隱器/斬波器。

應注意的是，代替如前一段中所述的那樣脈沖化入射射束，可以替換地（或者補充地）使用在偏轉裝置下游的振蕩射束消隱器來修改出射射束的（最終）頻率。

在本發(fā)明的有利實施例中：

（i）將偏轉裝置的平面成像（或者近似成像）到樣本的平面上；并且可選地

（ii）將所采用的孔徑板定位于（標稱/未偏轉出射射束的）中間射束/射線交叉點處（或附近）。

換言之：偏轉裝置和樣本位于共軛面上（或近側），（可選地）孔徑板被設置在中間（會聚至發(fā)散）偏轉平面處（或其近側）。例如，在圖2中圖示出此類機構，并且由于以下原因而特別有利：

（i）如果偏轉裝置的平面被成像到樣本平面上，則脈沖串中的不同脈沖將（精確地）在樣本平面中在空間上重疊。結果，在與樣本相互作用之后，該串中的每個脈沖將載送關于樣本的（本質(zhì)上）相同部分的信息，這關于檢測到的結果的解釋/相關而言可以是有利的。

（ii）如果孔徑板位于射束交叉處，則這將導致單獨脈沖的最靈敏的上升和下降時間，以及因此的用于給定偏轉速度的最佳時間分辨率。并且，給定上述約束（i），如果孔徑尺寸（在孔徑陣列）中與交叉的寬度（射束束腰）匹配，則此配置將導致脈沖中的發(fā)射的最小增長（即橫向脈沖相干的最小損失）；換言之，將孔徑板置于此位置處將允許將脈沖串中的不同脈沖成像為檢測器上的強烈光斑。此外，如果查看的檢測實體是衍射圖案，則約束（ii）將保持（由檢測器捕捉的）脈沖串中的連續(xù)脈沖的間隔與典型衍射圖中的不同衍射峰值的間隔相比是相對小的。

關于上述（i）/（i），應注意的是將“平面”與偏轉裝置相關聯(lián)的一個方式是追溯從那里出射的各種脈沖的軌跡，其（至少通過近似）將在單個點處會聚，該單個點的沿著光軸的位置定義所述“平面”的位置。通常（但不一定）所述點將在偏轉裝置的幾何中心（質(zhì)心）處/附近。

技術人員自由地以各種不同的方式體現(xiàn)本發(fā)明的孔徑板。例如，板中的孔徑陣列可以沿直線延伸，但是可以替代地沿著曲線伸展，如果期望的話。并且，給定板可以包含多個不同的孔徑陣列，例如，具有不同的陣列間距和/或不同的孔徑尺寸/形狀和/或在不同方向上延伸。如已在上文所述，陣列中的相鄰孔徑的間隔不必是恒定的，而是如果期望的話（例如以補償與跨陣列的射束偏轉相關聯(lián)的高階效應）可以進行改變。孔徑的形狀/尺寸也是選擇的問題，由此，應當提到的是平行于射束偏轉/掃描的方向的孔徑的形狀/尺寸一般地比垂直于所述方向的該孔徑的形狀/尺寸更重要；因此，根據(jù)期望，例如孔徑可以是圓形的或者是狹縫形狀的。在許多應用中，孔徑將具有在0.5—20μm范圍內(nèi)的寬度（平行于射束偏轉/掃描方向）以及在10—200μm范圍內(nèi)的相互間隔（在相同方向上），但此類值當然是非限制性的。

在本發(fā)明的許多典型（非限制性）應用中，可以使用以下值作為用于撞擊樣本的脈沖射束的引導參數(shù)：

—脈沖長度：～100飛秒—1皮秒，但更短（例如～1fs）或更長（例如～1ns）的值當然也是可能的；

—脈沖間隔：采用脈沖長度的～10倍，但其它值當然也是可能的。

現(xiàn)在將基于示例性實施例和所附示意圖來更詳細地闡述本發(fā)明，在所述附圖中：

圖1呈遞了其中可以實現(xiàn)本發(fā)明的實施例的cpm的縱向橫截面圖。

圖2示出了圖1的機構的一部分的更詳細視圖。

圖3呈遞了圖2的主題的一部分的平面圖。

圖4示出了使用本發(fā)明的實施例獲得的示例性衍射圖檢測結果。

在圖中，在相關的情況下，可使用相應參考標記來指示對應部分。

實施例1

圖1是在其中實現(xiàn)本發(fā)明的cpm的實施例的高度示意性描繪；更具體地，其示出了透射式顯微鏡m的實施例，該顯微鏡在這種情況下是tem/stem（但是，在本發(fā)明的背景下，例如，其可以同樣有效地是基于離子的顯微鏡）。在圖中，在真空外殼v內(nèi)，電子源2（諸如例如肖特基發(fā)射器）產(chǎn)生電子束（c/c'），其穿過電子光學照明器4，用于將電子引導/聚焦到樣本s的所選部分上（該樣本可例如被（局部地）薄化/平面化）。此照明器4具有電子光學軸o，并且一般地將包括各種靜電/磁透鏡、（一個或多個）（掃描）偏轉器、修正器（諸如消像散器）等；通常，其還可以包含聚光器系統(tǒng)（整個項目4有時被稱為“聚光器系統(tǒng)”）。

樣本s被保持在可以通過定位系統(tǒng)/載物臺a而在多個自由度上定位的樣本保持器h上；例如，樣本保持器h可以包括（尤其）可以在xy平面中移動的指狀物（參見所描繪的笛卡爾坐標系；通常，平行于z的運動和（至少）繞著x/y的傾斜也將是可能的）。此類移動允許樣本s的不同部分被（在z方向上）沿著軸o行進的電子束照射/成像/檢查（和/或允許執(zhí)行掃描運動，作為射束掃描的替換）。如果需要的話，可以將冷卻裝置a'放置成與樣本保持器h進行緊密的熱接觸，從而將樣本保持器h保持在低溫，例如使用一大桶的低溫冷卻劑來實現(xiàn)并保持期望的低溫。

沿著軸o行進的（聚焦）電子束c'將以從而促使各種類型的“受激”輻射從樣本s放射的方式與樣本s相互作用，所述“受激”輻射包括（例如）次級電子、背散射電子、x射線和光學輻射（陰極發(fā)光）。如果期望的話，可以借助于分析裝置6來檢測這些輻射類型中的一個或多個，其可能是例如組合閃爍器/光電倍增管或edx（能量分散x射線光譜學）模塊；在這種情況下，可以使用與在sem中基本上相同的原理來構造圖像。然而，替換地或補充地，可以研究穿過（通過）樣本s、從其出現(xiàn)（放射）并沿著軸o繼續(xù)傳播（基本上，但一般地具有某些偏轉/散射）的電子。此類透射電子通量進入成像系統(tǒng)（組合目鏡/投射透鏡）8，其一般地將包括多種靜電/磁透鏡、偏轉器、修正器（諸如消像散器）等。在正常（非掃描）tem模式下，此成像系統(tǒng)8可以使透射電子通量聚焦到熒光屏10上，其在期望時可以被縮回/收回（如用箭頭10'示意性地指示的）從而使其避開軸o。將由成像系統(tǒng)8在屏幕10上形成樣本s（的一部分）的圖像（或衍射圖），并且這可以通過位于外殼v的壁的適當部分中的觀察口12來觀察。用于屏幕的縮回機構可以例如本質(zhì)上是機械和/或電學的，并且在這里并未描繪出。

作為在屏幕10上觀看圖像的替換，可以替代地利用這樣的事實，即從成像系統(tǒng)8出射的電子通量的焦深一般地是相當大的（例如約1米）。因此，可以在屏幕10的下游使用各種其它類型的分析設備，諸如：

—tem相機14。—在相機14處，電子通量可以形成靜態(tài)圖像（或衍射圖），其可以被控制器e處理并在顯示裝置（未描繪）（諸如例如平板顯示器）上顯示。當不要求時，相機14可以縮回/撤回（如用箭頭14'示意性地指示的），從而使其避開軸o。

—stem成像器（相機）16。來自成像器16的輸出可以根據(jù)射束c'在樣本s上的（x，y）掃描位置而記錄，并且可以構造圖像，該圖像是根據(jù)x、y的來自成像器16的輸出“映射”。成像器16可以例如包括具有例如20mm的直徑的單個像素，與特有地存在于相機14中的像素矩陣相反。此外，成像器16一般地將具有比相機14（例如每秒10²個圖像）高得多的獲取速率（例如每秒10⁶個點）。再次地，當不需要時，成像器16可以縮回/撤回（如用箭頭16'示意性地指示的），從而使其避開軸o（但此類縮回在例如圈狀環(huán)形暗場成像器16的情況下將不是必然的；在此類成像器中，當成像器不在使用中時，中心孔將允許射束通過）。

—作為使用相機14或成像器16進行成像的替換，還可以調(diào)用光譜學設備18，其可以是例如eels模塊（eels＝電子能量損失譜學）。

應注意的是項目14、16和18的順序/位置并不是嚴格的，并且可設想許多可能變化。例如，還可以將光譜學設備18集成到成像系統(tǒng)8中。

請注意，控制器（計算機處理器）e經(jīng)由控制線（總線）e'被連接到各種所示部件。此控制器e可以提供各種功能，諸如使動作同步、提供設定點、處理信號、執(zhí)行計算以及在顯示裝置（未描繪）上顯示消息/信息。毋庸置疑，（示意性地描繪的）控制器e可以（部分地）在外殼v內(nèi)部或外面，并且根據(jù)期望可具有單體或復合結構。技術人員將理解的是外殼v的內(nèi)部不必被保持為嚴格的真空；例如，在所謂的“環(huán)境tem/stem”中，故意地在外殼v內(nèi)引入/保持給定氣體的本底大氣。技術人員還將理解的是在實踐中限制外殼v的體積可能是有利的，這使得在可能的情況下其本質(zhì)上采取所采用的電子束通過的小管（例如其直徑約1cm）的形式擁抱軸o，但加寬以容納諸如源2、樣本保持器h、屏幕10、相機14、成像器16、光譜學設備18等結構。

在本發(fā)明的特定環(huán)境中，在所描繪的機構中（更具體地在照明器4中（還參見圖2和3））存在以下物品：

—射束偏轉裝置d，諸如rf諧振腔；

—孔徑板p，其包括孔徑陣列。

在此特定實例中，已進行了以下非限制性選擇：

—選擇沿著光軸o的偏轉裝置d的z位置從而將d成像到樣本s上；

—孔徑板p位于d與s之間的射束交叉點處；

—源2產(chǎn)生例如具有1mhz的脈沖頻率的脈沖射束。

在操作中，可以調(diào)用偏轉裝置d以使入射射束c在xy平面內(nèi)橫向地偏轉，由此，可以促使射束c跨孔徑板p的孔徑陣列（參見圖3）掃描，由此交替地使射束c中斷和透射c，從而在板p的下游側上產(chǎn)生射束脈沖串t（參見圖2）。此脈沖串t將具有平行于z（射束c中的粒子的標稱傳播方向）的縱向維度分量/范圍和平行于xy平面（平行于板p中的被掃描孔徑陣列的方向）的橫向維度分量/范圍。從照明器4出射的射束c'將包括脈沖串t，并且將用其照射樣本s。相應地，由于此照射而從樣本s出射的透射電子通量c''將以脈沖串t（的被操縱表現(xiàn)形式）為特征，并且將（例如）用其“壓印”檢測器14。如上文已闡述的，可以使用所采用的檢測器來檢查不同的“檢測實體”（諸如衍射圖案、光譜和/或圖像），其中的任一個可以根據(jù)由于用以生成該檢測實體的脈沖串t的性質(zhì)而引起的（空間移位的）子實體（分量）的時間分辨系列/序列來進行檢測；在此背景下，下面將在圖4的背景下討論檢測實體（衍射圖）的特定示例。

現(xiàn)在具體地轉到圖2，其更詳細地示出了圖1的重要方面。特別地，物品d和p位于聚光透鏡41與上物鏡24之間（在許多tem設計中，可以將照明器4的最后透鏡元件視為投影系統(tǒng)8的第一透鏡元件，使得可以將樣本s視為部分地位于投影系統(tǒng)8內(nèi)）。還示出了投影系統(tǒng)8（的其余部分）（的所謂衍射透鏡）。在該圖中，實線射線rs圖示出標稱/未偏轉射束如何被準直到樣本s上，并聚焦到檢測器14上，并且短劃線射線rd圖示出偏轉器d如何被成像到檢測器14上，具有中間交叉rd'。特別感興趣的是入射射束c的短區(qū)段ct，其（根據(jù)本發(fā)明）將被偏轉裝置d跨孔徑板p偏轉/掃描，并且從而將被轉換（切斷）成脈沖串t。在此背景下，圖3示出了孔徑板p的平面圖，該孔徑板p在這種特定情況下包括基本上平行于x軸延伸的狹縫狀孔徑的直線陣列（射束c跨板p的預定偏轉/掃描方向）。標記了這些孔徑中的兩個pi和pj。這些孔徑可以例如具有在12—20μm范圍內(nèi)的寬度，并且在約15mm的距離內(nèi)延伸（平行于x），但可設想許多其它值。在穿過這些孔徑時，射束區(qū)段ct被交替地中斷（被孔徑之間的板材料）和透射（被連續(xù)孔徑），從而產(chǎn)生脈沖串t；例如，由于通過孔徑pi而產(chǎn)生串t中的脈沖ti，并且由于通過孔徑pj而產(chǎn)生串t中的脈沖tj等。

實施例2

現(xiàn)在將注意力轉到圖4，其圖示出使用本發(fā)明的實施例捕捉的檢測實體（在這種情況下是衍射圖）的示例。更具體地，該圖示出了si[011]衍射圖的最低階，由此通過一系列（串）空間移位（時間辨別；位置分辨）的分量光斑來替換使用常規(guī)技術將獲得的單獨衍射光斑。圖中的箭頭指示射束偏轉/掃描的方向（參見圖2、3）。每個系列中的單獨光斑具有～1ps的時間分辨率并以～10ps的步幅間隔開。