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>