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Elektronenmikroskopische Untersuchungen des Polymer/Mineral ...

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26 3 Grundlagen<br />

tivblende zu zentrieren (Abb. 21 (c)). Diese Methode hat den Vorteil, dass der gebeugte<br />

Elektronenstrahl sich auch hinter der Probe auf der optischen Achse befindet und die<br />

Auswirkungen der Linsenaberrationen verringert wird. Die Verkippung <strong>des</strong> Strahls kann<br />

durch Magnetspulen realisiert werden.<br />

Abb. 21: Vereinfachte Darstellung <strong>des</strong> Strahlenganges in (a) Hellfeldabbildung, (b) Dunkel-<br />

feldabbildung und (c) zentrierter Dunkelfeldabbildungen.<br />

3.1.4.2 Phasenkontrast<br />

Bei der Erzeugung <strong>des</strong> Phasenkontrastes spielt die Objektivblende keine Rolle. Vielmehr<br />

wird diese möglichst groß gewählt, so dass im Gegensatz zum Beugungskontrast viele<br />

Strahlen zur Abbildung verwendet werden. Bei Proben, die lediglich einige Atomlagen<br />

dünn sind (Probendicke < 5 nm), wird die Amplitude der transmittierenden Elektronen-<br />

welle durch Streuverluste kaum geschwächt. Statt<strong>des</strong>sen überwiegen Phasenverschiebun-<br />

gen, die die Elektronenwellen in dem Objekt erfahren. In der hochauflösenden Elektro-<br />

nenmikroskopie, bei der sehr dünne Probenbereiche verwendet werden, dominiert also der<br />

Phasenkontrast.<br />

Im Folgenden wird der Einfluss <strong>des</strong> Mikroskops auf die Elektronenwellenfunktionen,<br />

während die Elektronen sich durch die Mikroskopsäule bewegen, erläutert. Die Aber-<br />

rationen wirken zum Beispiel auf die Amplitude und Phase der Wellenfunktion der aus<br />

der Linse austretenden Elektronen.<br />

Eine auf die Probe eintreffende, ebene Elektronenwelle Ψ0 erfährt eine Wechselwirkung<br />

mit dem elektrostatischen Potential <strong>des</strong> Objektes. Die Phasenverschiebung η(r) der Welle<br />

wird durch die atomaren Streuzentren der Probe modifiziert. Die austretende Elektronen-<br />

welle Ψe wird folgendermaßen definiert: Ψe = Ψ0e iη(r) .<br />

Im idealen Fall passiert die Welle Ψe die Objektivlinse ohne Abbildungsfehler und wird<br />

anschließend in der hinteren Brennebene zu einem Beugungsbild fokussiert. Das Beu-<br />

gungsbild ist die Fouriertransformierte der Austrittswellenfunktion Ψe. Läuft die Welle<br />

im Anschluss daran wieder auseinander, so erhält man in der Bildebene der Objektivlinse<br />

eine ebene Projektion der Wellenfunktion Ψip, die der inversen Fouriertransformation <strong>des</strong>

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