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Elektronenmikroskopie
Ivo Knittel
Lehrerfortbildung 3.4.03
AG Prof. Uwe HartmannFachbereich ExperimentalphysikUniversität des Saarldndes
Elektronenmikroskopie
• ElektronenoptikAnalogie zur LichtoptikElektronenlinsen
• ElektronenmikroskopieBauformenStrahl-Probe-WechselwirkungBildinterpretation in Beispielen
•Moderne Entwicklungenfocused ion beamRöntgenmikroskopie
Wellenoptik
+
U < U1 2
e-
Anziehung durch positive Ladungim Wellenbild
Wellenausbreitung nach dem Hygenschen Prinzip
Magnetische LinsenFokuspunkte eines Elektronenbündels im homogenen Magnetfeld
Kurze magnetische Linse (Busch)
F=evB=mv /Rv=ReB/m=
2
ωω
∫∞
∞−
= zzBmUef z d)(
8/1 2
Linsenfehler
αλ
sin , Apertur α geg. durch
Linsenfehler Auflösung
• sphärisch•chromatisch•astigmatisch
Quellenfreiheit el-mg Felder im VakuumRotationssymmmetrische Elektronenlinsenhaben postitve sphärtische Linsenfehler undanormale Dispersion
keine Achromatenkleine Aperturen, achsennahe Strahlen
keine EM für Energien unter 1keV
Strahl-Probe-WechselwirkungElementarprozesse
Sekundärelektronen
Primärelektronen
Röntgenemission
REM
Kleinwinkelstreuung
Beugung
TEM
REM Topgrafiekontrast
1µm+
++
Detek t
Sekun därelektronen
+
++
Detektor
Sekundärelektronen
B60 Arziona State University
Moderne Entwicklungen
•verbesserte Elektronenlinsen
•Materialbearbeitung mit focused ion beam
•Röntgenmikroskopie
TEM mit Multipollinse
TU Darmstadt200keV, sphärische Korrektur, Monochromator
Echte atomare Auflösung
Röntgenmikroskopie – der Nachfolger?
„in vivo“ –Beobachtungmit sub-optischer Auflösung
Wasserfenster 2.3 –4.4 nmKohlenstoff-Sauerstoff-Kontrast
Technisch (noch) extrem aufwändig