Resümee und Ausblick In den Fußnoten der zehn Kapitel dieses Buches stehen die Namen von 62 be-kannten Wissenschaftlern und Technikern, deren Arbeiten zum Fundament und zur Entwicklung der Transmissionselektronenmikroskopie beigetragen haben. 20 davon sind Nobelpreisträger: „Die Elektronenmikroskopie steht auf den Schultern von Giganten.“

Hans-Dietrich Bauer, der sich bereits in den 1960-er Jahren im Institut von Al-fred Recknagel an der Technischen Universität Dresden mit den experimentellen Problemen beim Einsatz von Vierpollinsen im Elektronenmikroskop beschäftigt hatte, begann damals seine Vorlesung über Durchstrahlungselektronenmikrosko-pie mit zwei (nicht ganz ernst gemeinten) Hauptsätzen der Elektronenmikrosko-pie:

1. Es ist unmöglich, kein Bild zu erhalten! 2. Es ist unmöglich, ein scharfes Bild zu erhalten! Der Hintergrund für den „2. Hauptsatz“ ist die Tatsache, dass in rotationssym-

metrischen und raumladungsfreien Feldern, die zeitlich konstant sind, der Öff-nungsfehler unvermeidlich ist. Der Ausweg war eigentlich klar: Die Verwendung von Multipolen anstelle rotationssymmetrischer Linsen. Trotzdem hat es fast bis zum Jahre 2000 gedauert, bis solche Multipolelemente zur Öffnungsfehlerkor-rektur in kommerzielle Geräte eingebaut werden konnten. Dazu bedurfte es zum einen der Ideen von Harald Rose, Max Haider und Knut Urban und zum anderen schneller Computer. Schließlich muss man in der Lage sein, den Öffnungsfehler in vertretbarer Zeit zu messen, wenn man ihn korrigieren will. Dazu ist hohe Rech-nerleistung erforderlich.

Nach der Korrektur des Öffnungsfehlers erreicht das Auflösungsvermögen das Informationslimit. Damit rückt die Farbfehlerkorrektur in den Mittelpunkt des In-teresses. Auch dies ist mit Multipoleinheiten möglich, in denen elektrostatische und magnetische Dipole kombiniert sind. Damit wird das Informationslimit zu hö-heren Raumfrequenzen, d.h. zu kleineren Abständen verschoben.

Das Informationslimit wird aber nicht allein vom Farbfehler bestimmt. Me-chanische Erschütterungen, Temperaturschwankungen und äußere magnetische Wechselfelder beeinflussen es ebenfalls. Mit der Verbesserung der Elektronenlin-sen richtet sich das Augenmerk auf diese Umgebungseinflüsse: Moderne Höchst-leistungsmikroskope werden in einem vollständig geschlossenen Gehäuse aufge-stellt. Als Labore werden Häuser mit speziellen Fundamenten fernab von ver-kehrsreichen Innenstädten genutzt. Solche Häuser werden dann nur für das Elek-tronenmikroskop gebaut.

Eine Folge dieser Entwicklung ist es, dass nicht mehr allein das Auflösungs-vermögen, das heißt, das Vermögen kleinste Abstände getrennt wahrzunehmen, betrachtet wird, sondern auch die Genauigkeit, mit der solche kleinsten Abstände gemessen werden können. Hier ist man inzwischen im Pikometer-Bereich ange-langt und hat damit die Möglichkeit, Abweichungen einzelner Atompositionen im Kristallgitter zu bestimmen.

DOI 10.1007/978-3-7091-1440-7, © Springer-Verlag Wien 2013 J. Thomas, T. Gemming, Analytische Transmissionselektronenmikroskopie,

Resümee und Ausblick 344

In der analytischen Transmissionselektronenmikroskopie ist die hohe Orts-auflösung allerdings nur ein Aspekt. Sie ist zu kombinieren mit Röntgen- und Elektronenenergieverlust-Spektroskopie. Für die Messung von Bindungszuständen ist eine hohe Energieauflösung des Energieverlustspektrometers im Bereich von wenigen 0,1 eV wünschenswert. Bei Strukturen im Subnanometerbereich ist die Messzeit durch (geringste) mechanische Drift begrenzt. Für ein ausreichendes Signal-Rausch-Verhältnis ist es wichtig, den Strahlstrom besonders in der raster-transmissionselektronenmikroskopischen Arbeitsweise zu erhöhen und die Effi-zienz der Detektoren zu verbessern. Für den hohen Strahlstrom werden dazu ein Strahlerzeuger mit hohem Richtstrahlwert (auserlesene Feldemissionskathoden) und ein Öffnungsfehlerkorrektor für das Kondensorsystem benötigt. Für die Rönt-genspektroskopie wird die Detektoreffizienz durch Vergrößerung des erfassten Raumwinkels, beispielsweise durch Einsatz mehrerer Detektoren, verbessert.

Es kostet viel Geld, die idealen Laborbedingungen zu schaffen, ganz zu schweigen von den Kosten für ein Höchstleistungsgerät. In Biologie und Werk-stoffforschung ist es oft auch gar nicht notwendig, ein solches Spitzengerät einzu-setzen. Elektronenbeugungsmethoden zur Phasenanalyse, Beugungskontrastunter-suchungen zur Bestimmung der realen Gitterstruktur und Abbildung von Zell-strukturen sind Beispiele, bei denen ein „normales“ Transmissionselektronen-mikroskop ausreicht. Wichtiger als Leistung an der Grenze des Machbaren ist in diesen Fällen, dass das Gerät „vor Ort“ steht, d. h. in unmittelbarer Nachbarschaft zu anderen Laboratorien. Schließlich dürfen wir in diesem Zusammenhang auch nicht vergessen, dass für die elektronenmikroskopische Untersuchung ultradünne Proben benötigt werden: Je anspruchsvoller die Elektronenmikroskopie ist, desto höher sind die Anforderungen an die Probenqualität.

Es gibt auch „gemischte“ Fälle, beispielsweise in der Halbleiterindustrie. Bei Halbleiterbauelementen können Dicken von Zwischenschichten im Nanometer-bereich mit der erforderlichen Genauigkeit nur mit dem Transmissionselektronen-mikroskop gemessen werden, welches zur Vermeidung von Ungenauigkeiten durch Delokalisation auch mit Öffnungsfehlerkorrektor ausgerüstet sein sollte. Das Gerät muss „vor Ort“ sein. Hieraus ergibt sich ein Wunsch an die Hersteller von Elektronenmikroskopen: Verringerung der Empfindlichkeit gegenüber Umge-bungseinflüssen.

Wenn der Leser nach dem Studium dieses Buches zu der Überzeugung ge-kommen ist, dass zur Bedienung eines Transmissionselektronenmikroskops und zur fundierten Interpretation elektronenmikroskopischer Ergebnisse mehr Wissen notwendig ist als lediglich „für einen bestimmten Zweck an einem bestimmten Knopf zu drehen“, dann haben wir als Autoren unser Hauptziel erreicht. Wir wün-schen allen gegenwärtigen und zukünftigen Elektronenmikroskopikern ein „glück-liches Händchen“, und denken Sie beim Interpretieren elektronenmikroskopischer Bilder bitte immer daran:

Glaube erst was du siehst, wenn du verstanden hast, warum du es siehst!

Physikalische Konstanten

Werte der physikalischen Konstanten, auf die im Text Bezug genommen wird:

Boltzmannsche Konstante: k = 1,381⋅10-23 J/K

Elementarladung: e = 1,602⋅10-19 A⋅s

Gaskonstante: R = 8,315 J/( mol⋅K)

Influenzkonstante: ε0 = 8,854⋅10-12 A⋅s/(V⋅m)

Lichtgeschwindigkeit im Vakuum: c = 2,998⋅108 m/s

Avogadro-Konstante: NA = 6,022⋅1023 /mol

Plancksches Wirkungsquantum: h = 6,626⋅10-34 J⋅s

Richardson-Konstante: A = 120 A⋅cm-2⋅K-2

Ruhemasse des Elektrons: m0 = 9,109⋅10-31 kg

Spezifische Ladung des Elektrons: e/m0 = 1,759⋅1011 A⋅s/kg

Kombinationen von Konstanten, die oft benötigt werden:

h c

e

⋅ = 1,24⋅10-6 V⋅m

20m c

e

⋅ = 511059 V

0

h

m c⋅ = 2,4263⋅10-12 m = 2,4263 pm

2

1v

c−

= 511,06 kV

511,06 kVBU + (UB: Beschleunigungsspannung)

0

1

4π ε⋅ = 8,99⋅109 V⋅m/(A⋅s)

Umrechnungen:

1 N = 1 kg⋅m/s2 1 J = 1 N⋅m = 1 V⋅A⋅s = 1 W⋅s = 6,242⋅1018 eV

1 Pa = 1 N/m2 1 Torr = 133 Pa 1 bar = 105 Pa

R = k⋅NA

Abkürzungsverzeichnis

ΔE Energiebreite

Δf Defokus

ΔfA astigmatische Brennweitendifferenz

Λ mittlere freie Weglänge

α Beugungswinkel, Apertur, Gitterachsenwinkel

β Bestrahlungsapertur, Gitterachsenwinkel

γ Gitterachsenwinkel

δ Auflösungsvermögen, Spaltabstand

δC Radius des Farbfehlerscheibchens

δD Delokalisation

δS Radius des Öffnungsfehlerscheibchens

θ Bragg-Winkel

λ Wellenlänge

ν Frequenz

Φ (Kristall-) Potential

φ Phase, Phasenschiebung

ρ Dichte

σ Sehwinkel, Streuquerschnitt

ϕ Winkel, Azimut bei Polar- und Zylinderkoordinaten

Ψ magnetisches Potential

ψ Wellenfunktion

Ω Raumwinkel

ω Kreisfrequenz, Fluoreszenzausbeute

a1,a2,a3 Gittervektoren

b1,b2,b3 reziproke Gittervektoren

B magnetische Induktion

b Burgers-Vektor

b Bildweite

CC Farbfehlerkonstante

CS Öffnungsfehlerkonstante

CTF Kontrastübertragungsfunktion

c Konzentration

D Dispersion

Deff Detektoreffizienz

d, dhkl Netzebenenabstand, allgemein: Abstand

E Energie, elektrische Feldstärke

Abkürzungsverzeichnis 348

E0 Primärelektronenenergie

EDXS Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (energiedispersive Röntgenspektroskopie)

EELS Electron Energy Loss Spectroscopy (Elektronenenergieverlust-Spektroskopie)

ELNES Energy Loss Near Edge Fine Structure (kantennahe Feinstruktur)

EXELFS Extented Energy Loss Fine Structure (kantenferne Feinstruktur)

f Brennweite

F Kraft

Fhkl Strukturfaktor

G Gitterfaktor

g Gegenstandsweite

I Stromstärke, Intensität

H Helligkeit

hkl Millersche Indizes

i imaginäre Einheit, ganze Zahl

j Stromdichte, Gesamtdrehimpuls-Quantenzahl, ganze Zahl

k Wellenzahlvektor

kAB Cliff-Lorimer-k-Faktor

L Kameralänge

l Nebenquantenzahl

M Vergrößerung, ganze Zahl

Mr Atom- bzw. Molekulargewicht

m magnetische Quantenzahl

m, m0 Masse

N ganze Zahl

n Brechzahl, Hauptquantenzahl, ganze Zahl

p Impuls, Druck

Q Ionisationsquerschnitt (-wahrscheinlichkeit), elektrische Ladung

q Raumfrequenz

R Richtstrahlwert

r Radius (auch bei Polar- und Zylinderkoordinaten)

S, S deutliche Sehweite, Brechkraft

s Streuvektor, Spinquantenzahl

s, sopt Weg, Weglänge, optische Weglänge

STEM Scanning Transmission Electron Microscopy (Rastertransmissionselektronenmikroskopie)

T Schwingungsdauer, absolute Temperatur

TEM Transmission Electron Microscopy (Transmissionselektronenmikroskopie)

U elektrisches Potential, Untergrund, Spannung

UB Beschleunigungsspannung

v Geschwindigkeit

Abkürzungsverzeichnis 349

W Arbeit, potentielle Energie

WA Austrittsarbeit

WP potentielle Energie

x Ortskoordinate

y Dinggröße, Ortskoordinate

yD Delokalisation

y’ Bildgröße

Z Ordnungszahl

z Ortskoordinate (auch bei Zylinderkoordinaten), optische Achse

Hinweis: In den Bildern kennzeichnen wir Vektorgrößen durch einen kleinen Pfeil über dem Buchstaben, in Formeln und Text durch Fettdruck.

Literaturhinweise

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Im Internet existiert eine Vielzahl von Links zu Seiten über analytische Transmis-sionselektronenmikroskopie. Doch Vorsicht, nicht alles, was im Internet geschrie-ben wird, ist richtig!

Quellenverzeichnis

Bilder 1-1, 1-2: Gezeichnet unter Verwendung von CorelDraw-Cliparts der Corel Corporation

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Sachwortverzeichnis

A Abbe, Ernst, 11 Abbildung

Dunkelfeld-, 126, 133 energiegefilterte, 227 Hellfeld-, 126 Hochauflösungs-, 145 mehrstufige, 19 optische, 29 -sgleichung, 11, 12, 20, 73 -smaßstab, 20 -ssystem, 38 von Atomsäulen, 145

Abbildungsfehler, 24 Astigmatismus, 27, 163, 176, 312, 317 Beugungsfehler, 175 Farbfehler, 25, 166, 176, 300, 310, 315,

317 Korrektur, 165, 310 Öffnungsfehler, 24, 40, 150, 165, 175,

176, 251, 294, 299, 306, 310, 313, 317

-scheibchen, 25, 27, 28, 251, 313, 315 Aberration

chromatische. s. Farbfehler sphärische. s. Öffnungsfehler

Ablenkwinkel bei inelastischer Streuung, 320

Abnahmewinkel, 205, 335 Abschirmung

äußerer Einflüsse, 48 des elektrischen Potentials, 121 ionisierender Strahlung, 47

Absorptionskorrektur, 332 Achse

optische, 12, 21, 22 23 40, 76, 123, 151, 306

Akzeptanzwinkel, 122, 124, 226, 289 Amorphisierung, 60 Ampére, Andre-Marie, 26 Amplitude

-nmodulation, 150 Ankleben, 52 Anode, 15, 32, 254 Anregungsfehler, 98, 107, 278 Apertur, 176

Beleuchtungs-, 37, 98, 115 numerische, 13 optimale, 28, 176, 317, 318

Arbeit, 15

Beschleunigungs-, 15 Ardenne, Manfred von, 14 Atomanordnung, 118 Atomformamplitude, 103, 108, 278, 281 Atomkern, 121, 184, 282 Atompositionen, 90 Auffischen

dünner Filme, 52 Auflösungsvermögen

Auge, 16, 40 bei EFTEM, 230 energetisches, 193, 199, 213 Lichtmikroskop, 11, 13 Messung, 164 mit Öffnungsfehler, 28, 251 Punkt-, 153, 302 STEM, 173 welloptische Deutung, 153

Aufrauchen, 52 Auftropfen, 52 Auger, Pierre Victor, 329

Elektron, 329 Auslöschungsregeln, 102, 105 Ausscheidungen, 53

semikohärente, 134 Austrittsarbeit, 29, 31, 34, 254

B

Basisvektoren Berechnung, 261 des reziproken Gitters, 261

Beam Shift, 72 Beleuchtung

konvergent, 38, 171 parallel, 38

Beleuchtungssystem, 37 Belichtungszeit, 42 Bending contours. s. Biegekonturen Beschleunigungsspannung, 15, 240, 328 Bestrahlungsapertur. s.

Beleuchtungsapertur Bethe, Hans, 226, 327

Oberfläche, 226 Beugung, 11, 13

Doppel-, 140 Elektronen-, 83 Feinbereichs-, 94, 97 Feinstrahl-, 94, 98 konvergente, 118

Sachwortverzeichnis 364

Röntgen-, 83, 86 -sreflexe, 86 -ssaum, 234 -sscheibchen, 13 -swinkel, 12, 86, 95

Beugungsmodus, 173 Beugungsreflex

Intensität, 102, 107 Position, 108

Biegekonturen, 130 Bewegungsgleichung, 241 Bildabstand. s. Bildweite Bilddrehung, 23, 133 Bildkontrast, 77 Bildladung, 252 Bildregistrierung

CCD-Kamera, 42 fotografisch, 41

Bildschärfe, 77 bildseitige Brennebene, 94 Bildsimulation, 151, 169 Bildweite, 11, 73 Bindung, 191

chemische, 189 Ionen-, 189 kovalente, 190 metallische, 190

Binning, 42 Blende, 47, 66

Feinbereichs-, 47 Gesichtsfeld-, 97 Kondensor2, 38 Kontrast-, 123, 127, 128 Objektiv-, 47, 123, 125, 127

Bloch, Felix, 141 -Wände, 141

Blooming, 42 Boersch, Hans

Effekt, 31 Bohr, Niels, 183 Boltzmann, Ludwig

Konstante, 43 Borries, Bodo von, 15 Br, 22 Bragg

-Lage, 125, 129 -sches Gesetz, 86, 95, 108, 114, 136,

258 William Henry, 86 William Lawrence, 86

Brechkraft, 25 Brechzahl, 12, 13 Bremsstrahlung, 184, 197, 217

-suntergrund, 185 Brennpunktstrahlen, 173 Brennweite, 11, 20, 24, 37, 39, 73

astigmatische -ndifferenz, 27, 175 Bezugs-, 74 Linsensystem, 20 Objektiv, 96

Broglie, Louis de, 14 Formel, 238

Brown, Robert, 44 -sche Bewegung, 44

Burgers, Johannes Martinus, 132 Vektor, 132

Busch, Hans, 14 Bz, 22

C

CBED. s. konvergente Beugung CCD-Kamera, 17, 42, 100, 149, 164, 212 chemical shift, 223 CIF-Dateien, 92 Cleavage, 55 Cliff-Lorimer-Faktoren, 201, 332

Berechnung der, 327 Bestimmung der, 204

Conical Darkfield, 128 Core-Loss-Bereich, 213 Coulomb, Charles Augustin de, 49

Kraft, 49, 252, 282 cross over, 33, 37, 173, 177 cross-section. s. Querschnitt CS-Korrektor, 166

D

Dämpfung, 164 der Kontrastübertragungsfunktion, 300

Dämpfungsfunktion, 120, 300 Davisson, Clint, 83 Debye, Peter, 278

Streuung, 278 Defokus, 302 Defokussierung, 150, 153, 162, 294, 299,

304 Delokalisation, 159, 306 Detektor

Effizienz, 184, 200, 204, 321, 326, 327 -fenster, 196, 321

Detektor-Wirkungsgrad. s. Detektor-Effizienz

Dichtefunktionaltheorie, 223 Dickenkonturen, 135, 136 Differentialgleichung

Sachwortverzeichnis 365

harmonische Schwingung, 236 numerische Lösung, 255, 310 Reihenansatz, 244 Wellenfunktion, 237

Differenzengleichung, 310 Differenzenquotienten, 255 Dimpeln, 57 Dingweite, 11, 40, 73 Dispersion, 212, 224 Doppelkondensor, 37 Doppelspalt, 12 Drehimpulssatz, 284 Drei-Fenster-Methode, 228 Dunkelstrom, 42 Dünnen

elektrolytisch, 54 mit Ionen, 55, 58

Dünnschichtkriterium, 335

E Ebene

bildseitige Brenn-, 39 der kleinsten Verwirrung, 175, 313 energieselektive, 212, 227 Objekt-, 40 ortsselektive, 39, 212, 227 Proben-, 40 winkelselektive, 39, 227 Zwischenbild-, 39

EDX Detektor, 195, 321 Spektrometer, 193 Spektrum, 195

EDXS, 68, 192, 193 Abschattung, 208 Absorptionskorrektur, 206, 332 Bornachweis, 200 Elementverteilungsbild, 211 Fehler bei Quantifizierung, 208 Linescan, 209 Quantifizierung, 201 Untergrundapproximation, 203

EEL Spektrometer, 211 Spektrum, 212

EELS, 211, 342 Messung der Probendicke, 219 optimale Probendicke, 219

EELS-Kanten Bezeichnung der, 215 Form der, 215 Überlagerung von, 216

EFTEM, 227 Eigenfunktion, 327 Elektronen

-Bahnen, 241, 250 d-, 187 -energieverlust, 211 -energieverluste, 188 -gas, 191 -hülle, 183, 189 -konfiguration, 189 p-, 187, 190 -prisma, 212, 227, 335 s-, 186, 190 Wellenfunktion, 238

Elektronenenergieverlust-Spektroskopie. s. EELS

Elektronenkanone, 254 Elektronenruhemasse, 15, 240 Elektronensonde, 172, 313

Aufweitung, 209 Elementarladung, 15, 21, 121, 141, 179,

191, 238, 240, 241, 252, 288, 327

Elementarzelle, 87, 88, 90, 271 Volumen der, 261, 275

ELNES. s. Kantenfeinstruktur Emission

thermische, 30 Energie

-band, 190, 192 -bilanz, 320 -breite, 26, 30, 153, 175, 224, 300, 317 -fenster, 227 Ionisierungs-, 327 kinetische, 15, 186 potentielle, 186 -verlust, 26 -zustand, 186, 188, 190

energiedispersive Röntgenspektroskopie. s. EDXS

Energieniveaus. s. Energiezustand Energiesatz, 34

klassisch, 15 relativistisch, 240

Eucentric Focus, 74 Euler, Leonhard, 103

-sche Formel, 103, 276 Ewald, Paul Peter, 260

Konstruktion, 108, 117, 260 Kugel, 116

EXELFS. s. Kantenfeinstruktur Exposure Time, 41 Extinktionslänge, 136

Sachwortverzeichnis 366

Extraktionsreplica, 53 Extraktor, 33

F

Faltung von Funktionen, 217, 339 Faltungsoperation, 341 Farbfehlerkonstante, 25, 153, 217, 315 Feld

elektrisches, 14, 15, 32, 167, 252, 321, 337

inhomogenes, 22, 24 -linien, 23 magnetisches, 14, 20, 166, 335 rotationssymmetrisches, 20, 243

Fermi, Enrico, 29 Energie, 29

Fernordnung, 119 FIB, 60

-Lamelle, 209 Flat Field Correction, 42 Fluoreszenzausbeute, 204, 327, 329 Fokus, 77

Über-, 77, 141 Unter-, 77, 141 Fokusserien-Rekonstruktion, 169 Fotoplatte, 164 Friedrich, Walter, 83 Fourier, Joseph, 154

Analyse, 154 Integral, 281 Koeffizienten, 155 -Raum, 342 Transformation, 157, 164 G

Gain Correction, 42 Gallium-Implantation, 60 Gallium-Ionen, 60 Gangunterschied, 13, 84, 151, 270, 296 Gauß, Carl Friedrich, 25

Funktion, 341 -Kurve, 204 -sche Bildebene, 25, 150, 175, 294,

306, 313, 315 -sche Kurve, 193

Gegenstandsweite. s. Dingweite generalisierte Oszillatorstärke (GOS), 226 Gerätekonstante, 96

Kalibrierung, 100, 104 Germer, Lester, 83 Gitterfaktor, 107 Gitter

-faktor, 107, 271, 274 -konstanten, 90 -leerstellen, 82 reziprokes, 259, 261 von Gold, 101 von NaCl, 88 von Silizium, 145

Glaser, Walter, 246 -sche Glockenkurve, 246

Goldelektrode, 322 Goniometer, 74 Gun Shift, 73 Gun Tilt, 72

H

HAADF. s. STEM-Detektor harmonische Schwingung, 235 H-Balken-Methode, 61 Heisenberg, Werner, 224

-sche Unschärferelation, 224 Hochspannungszentrum, 77 Holografie, 169 HOLZ-Linien, 116 Horita-Verfahren, 207 HRTEM, 145 Huygens, Christiaan, 11

Prinzip, 11, 233 I

Image Shift, 164 Impuls, 14

-bilanz, 320 Indizierung

Beugungsreflexe, 110 vierzählig hexagonal, 94

inelastischer Stoß, 320 Influenzkonstante, 121, 179, 191, 252,

283, 288 Informationslimit, 154, 165, 301 Intensität, 298 Intensity, 38, 71, 72 Interbandübergänge, 213, 217 Interferenz, 11, 84, 149, 152

konstruktive, 85 -muster, 234

Ionisation, 80, 188 der K-Schale, 188 innerer Schalen, 213 -squerschnitt, 225, 327, 329 -swahrscheinlichkeit, 204, 327

Isotropie, 279

Sachwortverzeichnis 367

J

JEMS (von P. Stadelmann), 151 Jump-Ratio-Methode, 228 Justage, 65, 70

Elektronenkanone, 71, 173 euzentrische Höhe, 73 Kipppunkte, 74, 128 Kondensorblende, 70 Rotationszentrum, 76 von EEL-Spektrometern, 212

K

Kα-Anteil, 331 Kameralänge, 95 Kantenfeinstruktur, 214, 222 Kathode, 15, 26, 32, 254

kalte Feldemissions-, 31, 34, 224 Lanthanhexaborid, 30, 34, 174, 301 Schottky, 31, 34, 174, 177, 224, 301 Wolfram-Haarnadel, 30, 34, 174

Kathodolumineszenz, 41 Kernlochbohren, 56 Kikuchi, Seishi, 99

Linien, 99, 113, 115 Muster, 150

Kipppunkt, 172 Knipping, Paul, 83 Kohlenwasserstoffmoleküle, 78 Kondensorastigmatismus, 73 Konkavschleifen. s. Dimpeln Kontamination, 47, 67, 78

-smechanismus, 79 Kontrast, 121, 123

Amplituden-, 293 bei amorphen Proben, 160 bei STEM, 178 Beugungs-, 125 -Inversion, 302 orientierungsabhängiger, 125 Phasen-, 149, 157, 293 Streuabsorptions-, 123, 157 -Übertragung, 150, 160 -Übertragungsfunktion, 153, 158, 162,

164, 168, 293, 299, 302 Kontrastblende. s. auch Objektivblende Konvergenzwinkel. s. Beleuchtungsapertur Konzentration, 201 Kornorientierung, 126 Knoll, Max, 14 Kramers, Hendrik Anthony, 184

-sche Formel, 184

Kreuzprodukt, 21, 261 Kristall, 86

-achsen, 87 -achsenwinkel, 87 Gitter, 83, 87, 149, 297 -größe, 97, 108 Potential, 146 Richtung im, 88 -system, 87 Verbiegung, 129 -Zwillinge, 139

Kristallite, 125 Kristallsysteme

hexagonal, 87 kubisch, 87 monoklin, 87 orthorhombisch, 87 Packungsart, 88 rhomboedrisch, 87 tetragonal, 87 triklin, 87

Krümmungsradius, 32 Kryo-Zyklus, 47 kurzwellige Grenze, 184

L

ladungsträgerfreie Zone, 195, 325 Lamelle

Anschweißen, 63 auf Trägerfilm, 62

Laplace, Pierre-Simon, 237 Gleichung, 243, 254, 310 Operator, 237

Laue, Max von, 83 Gleichungen, 259 Zonen, 116

Lebensdauer eines Energiezustandes, 225 Leuchtstoff, 41 Licht

Teilchen, 10 Welle, 10, 11

Lichtgeschwindigkeit, 16, 184, 240 Linienbreite, 224 Linse, 66

Beugungs-, 95 Elektronen-, 21, 23 Kondensor, 36, 95 langbrennweitige, 171 Objektiv, 23, 26, 39, 76, 150, 160 Projektiv, 36, 95 rotationssymmetrische Polschuh-, 241

Lorentz, Hendrik Antoon, 21

Sachwortverzeichnis 368

Kraft, 21, 22, 25, 141, 166, 241, 335 Kraft in Zylinderkoordinaten, 242 Linse, 142 Mikroskopie, 142

Loschmidt, Josef, 43 Konstante, 43, 179, 289

Low-Magnification, 69, 142 Low-Loss-Bereich, 213 Lupe, 9

M

magnetische Domänen, 140 -Wände, 142

magnetische Induktion, 21, 241, 243 Magnetisierung, 141 Magnification, 39 Massendickekontrast. s.

Streuabsorptionskontrast Massenschwächungskoeffizient. s. auch

Schwächungskoeffizient Materiewellen, 117, 237 Maxwell, James Clerk, 44

-sche Geschwindigkeitsverteilung, 44 -sche Gleichung, 19

Miller, William Hallowes, 92 -sche Indizes, 92

mittlere freie Weglänge elastische, 122, 178, 288 inelastische, 220, 221

Modell geometrisches, 270 dynamisches, 117 kinematisches, 117, 270 Potentialtopf-, 29, 253

Moiré-Muster, 139 Abstände, 290

Monochromator, 224 Monte-Carlo-Simulation, 179 Multipol, 176, 310

Hexapol, 166 Oktupol, 164, 310 Quadrupol, 168, 310

Mörser, 52

N Nachdünnen, 64 Nachkantenbild, 228 Nahordnung, 119, 160 Nanoanalytik, 177 Nanobeugung, 98 nanokristallin, 118 Nanometerbereich, 174

Nanostrukturen, 9, 14, 97 nBED. s. Nanobeugung Netzebene, 84, 114, 135

Kennzeichnung, 92 Krümmung, 131 -nabstand, 92, 164, 258 -nschar, 103 Winkel zwischen -n, 267 O

Oberflächenabdruck, 53 Oberflächendiffusion, 80 Objektiv

Nachfeld, 172, 179 Vorfeld, 172

Objektraumkühlung, 47, 69, 79 Objektschädigung, 80 Objektweite. s. Dingweite Öffnungsfehlerkonstante, 25, 151, 153,

175, 309 Öffnungswinkel. s. Apertur Offset, 214 Onset, 215 Optik

Elektronen-, 14, 24 geometrisch, 11, 22

Orbitale, 191 Ortsauflösung

bei EDXS, 209 Oszillator, 235

P

Packungsart, 101 Diamantgitter, 89 flächenzentriert, 89 hexagonal dichteste Kugelpackung, 89 primitiv, 89 raumzentriert, 89

Parallelstrahlen, 11, 22, 39, 94 Paraxialstrahlen, 65, 247 Pauli, Wolfgang, 29

Prinzip, 29, 187 Pearson, Frederic Treadwell, 87 PED, 118 Phase, 236

-ngeschwindigkeit, 235 -nmodulation, 149, 150 -nschiebung, 11, 137, 147, 151, 270,

294, 300 Phasenanalyse, 88, 128 Phononen, 192, 213 Pivot Point, 75

Sachwortverzeichnis 369

Pixel, 17, 42, 178 Planck, Max, 14

-sches Wirkumsquantum, 14, 146, 184, 186, 192, 224, 237, 239

plan-view. s. Draufsicht Plasmacleaner, 67, 68, 79 Plasmonen, 192, 213 Pol, 115, 116 Polarkoordinaten, 100 Polschuh, 21, 40, 195

-bohrung, 27, 241, 249 -spalt, 241, 249

Potential, 29, 81 im Strahlerzeuger, 254 in elektrostatischen Multipolen, 310 konstantes, 238 Kristall-, 117, 147 magnetisches, 243, 245, 250 -minimum, 81 -mulde, 81 Oktupol, 312 projiziertes, 151

Potentialverteilung mit Schottky-Kathode, 257 Triodensystem, 257

Powerspektrum, 157, 162, 168 Probe

amorphe, 82, 118, 160, 281 Draufsicht, 56 elektronentranparent, 49 magnetische, 23, 69, 250 -nbühne, 39 -ndicke, 49 -npräparation, 50 -nschleuse, 68 Querschnitt, 59

Probenhalter, 67 Doppelkipp-, 68, 133 Einfachkipp-, 68 Kühl-, 81 Low-Background, 68, 200

Pulsprozessor, 196 Punktdiagramm, 97

Q

Quantenzahlen, 29, 186, 190 Gesamtdrehimpuls-Quantenzahl, 187 Hauptquantenzahl, 186, 328 magnetische Quantenzahl, 187 Nebenquantenzahl, 186, 327 Spin, 187

Quantifizierung

standardlose, 204 von EDX-Spektren, 201 von EEL-Spektren, 225 R

radiale Dichtefunktion, 120, 281 radiale Helligkeitsverteilung, 100 Radialkraft, 185, 336 Rastermikroskopie, 171 Raumfrequenz, 152, 153, 154, 158, 161,

164, 292, 299, 305 Raumgruppe, 87 Raumladung, 31 Raumwinkel, 33, 173, 286 Rauschminderung, 162 Rayleigh, Lord John W.S., 13

Kriterium, 13 rechte Hand Regel, 21 Rekursionsformel, 256, 311 Restgas

Druck, 32 Ionen, 32

reziprokes Gitter, 108 reziproke Gittervektoren. s. auch

Basisvektoren Berechnung, 266

Richardson, Owens Willians, 30 Gleichung, 30, 34 Konstante, 30

Richtstrahlwert, 33, 35, 37, 173, 301 Richtung

niedrig indiziert, 146, 149 richtungsanisotrop, 119 richtungsisotrop, 119 Ringdiagramm, 97

Radien, 99 Ronchigramm, 178 Röntgen, Wilhelm Conrad, 83 Röntgen

-energien, 197 Röntgenpeaks

Überlappung von, 198 Bezeichnung der, 195 Escape-, 199 Summen-, 199 Intensität der, 202

Röntgenstrahlung charakteristische, 188

Rose-Kriterium, 201 Ruhebildmikroskopie, 171 Ruska, Ernst, 14, 78

Sachwortverzeichnis 370

Ruska, Helmut, 51 Rutherford, Ernest, 121

Streuformel, 287 Streuquerschnitt, 121

Rutherford-Bohrsches Atommodell, 183 Elektronen, 185 Gluonen, 185 Neutronen, 185 Protonen, 185

S

SAED. s. Feinbereichsbeugung Säge

Diamant-, 57 Faden-, 57

Sattelpunkt, 311 Schale, 186 Scherzer, Otto, 24, 310

Fokus, 153, 306 Schottky, Walter, 31

Effekt, 31, 252 Kathode, 31

Schrägbedampfung, 54 Schraubenbahnen, 23 Schrödinger, Erwin, 117

Gleichung, 117, 237 Schutzriegel, 60 Schwächungskoeffizient, 206, 322, 323,

333 Schwefelhexafluorid, 67 Sehweite deutliche, 9 Sehwinkel, 9 Sekundärelektronen, 217 Signal-Rausch-Verhältnis, 177 Silizium-Drift-Detektor, 196 Skalarprodukt, 267, 320 Sommerfeld, Arnold, 83 Sonden

-durchmesser, 174 -querschnitt, 173

Spalten. s. Cleavage Spektrometer

wellenlängendispersives, 192 Spot Size, 37, 98, 177 Stabilität

elektronische, 168 Mikroskopsäule, 66 Strom und Spannung, 26, 48 Temperatur, 40, 48

Standards, 204 Stapelfehler, 137

-Energie, 138 STEM, 19, 171, 218

Abbildung von Atomsäulen, 182 STEM-Detektor

Dunkelfeld, 180 HAADF, 181 Hellfeld, 179

Stereomikroskop, 67 Stickstoff

flüssiger, 67, 196 gasförmiger, 67

Stigmator, 310 Kondensor, 71, 73 Objektiv, 164

Strahlerzeuger s. Elektronenkanone, 254

Strahlführung, 47 Strahlstrom, 33, 174, 177 Strahlungsübergang, 187, 329 streaks, 278 Streukurve, 118, 281, 282 Streuquerschnitt, 122 Streuung

differentieller Wirkungsquerschnitt, 286

elastische, 121, 183, 220 inelastische, 183, 220 Vielfach-, 217

Streuquerschnitt, 184 Streuvektor, 119 Streuwinkel, 178, 226 Stromdichte, 38 Strukturfaktor, 103, 107, 271

von NaCl, 272 Superzelle, 169 Suppressor, 33

T Totschicht, 325 Trägerfilm, 51

Teilchen auf, 51 Trägernetz, 52 Transparenz, 321 Teilchendichte, 43, 44 Termschema, 188 Textur, 108, 127 Totzeit, 196 Triodensystem, 32, 254

U Übermikroskop, 14 Überspannungsverhältnis, 328

Sachwortverzeichnis 371

Untergrund bei EFTEM, 228 in EDX-Spektren, 197 in EEL-Spektren, 214, 217

Ultramikrotom, 55

V Vakuum

Hoch-, 45 -pinzette, 66 -system, 43, 46 Ultrahoch-, 32, 44

Vakuummessung Penning, Frans Michel, 46 Pirani, Marcello, 46

Vakuumniveau, 29, 253 Vakuumpumpen

Drehschieber-, 44 Ionengetter-, 45 Membran-, 44 Öldiffusions-, 45 Speicher-, 44 Transport-, 44 Turbomolekular-, 45 Vor-, 45

Vektoren, 21 Vergrößerung, 9, 14, 27, 39

bei STEM, 178 förderliche, 16, 19, 65 Gesamt-, 20 Projektiv, 96

Versetzung, 131 Schrauben-, 133 -skern, 131 -slinie, 132 Stufen-, 131

verzögerte Kante, 216 Vorkantenbild, 228 Vorpeak, 223 Vorzugsorientierung. s. Textur

W Wärmeausdehnung, 40, 81 Wechselwirkung

Coulomb-, 121, 183 elastische, 121, 282 inelastische, 26, 183, 319

Weglänge geometrische, 11 optische, 11, 24, 150

Wehnelt, Arthur, 33 Elektrode, 33, 254

weiße Linie, 216 Weiss, Pierre-Ernest, 141

-sche Bezirke, 141 Welle

ebene, 233, 298 Einfalls-, 297 elektromagnetische, 184 Elektronen-, 28, 84, 270 Elementar-, 11, 233 -namplitude, 149 -nfront, 11, 149, 233 -nfunktion, 186, 234, 238, 298 Objektaustritts-, 297

Wellenlänge, 84, 278 Elektronen, 14, 15, 25, 86, 117, 151 Licht, 12 relativistisch, 16, 240

Wellenüberlagerung. s. Interferenz Wellenzahlvektor, 85, 258, 278 Werkstoffphase, 86 Wien, Wilhelm, 166

Filter, 166, 224 Winkel zwischen Beugungsreflexen, 108 Wykoff, Ralph Walter Graystone, 90

Symbol, 90

Y YAG-Kristall, 42 Young fringes. s. Youngsche

Interferenzmuster Young, Thomas, 164

-sches Interferenzmuster, 164 Z

Zeiss, Carl, 11 Zero-Loss-Peak, 213 Zemlin-Tableau, 168 Zonenachse, 113, 268

niedrig indiziert, 116 Richtung der, 268

Zubehör, 66 Zustandsdichte, 214 Zylinderkoordinaten, 22, 241, 255