Elektronenlinsen Flashcards
Strahlerzeugung und Grundlagen der Elektronenoptik (Teil 4)
Elektronen im Magnetfeld
- > wirkende Kraft
- > Handregel
Lorentz Kraft
Rechte-Hand-Regel
Daumen: Magnetisches Feld (B)
Zeigefinger: Geschwindigkeitsrichtung Elektronen (v)
Mittelfinger: Richtung der Kraft, die auf Elektron wirkt (F)
- > Ablenkung in Richtung der wirkenden Kraft
- > keine Beschleunigungs oder Bremsarbeit
Elektronen im homogenes Magnetfeld
was passiert?
wann zunahme r?
wann abnahme r?
senkrecht zu Feld B:
gezwungene Ablenkung auf Kreisbahn mit Radius r
unter Winkel alpha zu Feld B:
spiralförmige Bewegung
r nimmt ZU
mit Masse oder Geschwindigkeit des Teilchens
r nimmt AB
wenn ladung oder Flussdichte B zunehmen
Elektronen im homogenes Magnetfeld
spiralförmige Bewegung:
- zerlegung der Bewegungsrichtung v
v_senkrecht = v * sin(alpha) (Kreisbahn)
v_parallel = v * cos(alpha) (in Richtung B)
Elektronen im homogenes Magnetfeld
spiralförmige Bewegung:
-Flugstrecke l des Elektrons
l = t * v_parallel
(Herleitung Seite 6)
–> l = ( 2 * pi * m * v * cos(alpha) ) / e * B
l = Strecke, die vom Elektron in B Richtung zurückgelegt wurde, bis ein Kreis einmal rum t = Zeit bis dahin
Elektronen im homogenes Magnetfeld
Eigenschaft einer abbildenden Linse
mit Flugstrecke l
GLEICHER WINKEL ALPHA
Verschiedene Elektronen von einem Punkt auf optischer Achse aber alle unter Winkel Alpha in magnetischem Längsfeld:
treffen nach Abstand l wieder in einem Punkt
-> Fokussierende Eigenschaft ohne Vergrößerung
(Objekt und Bild immer innerhalb des homog. Magnetfelds)
Elektronen im homogenes Magnetfeld
Eigenschaft einer abbildenden Linse
mit Flugstrecke l
NICHT GLEICHER WINKEL ALPHA
Verschiedene Elektronen von einem Punkt auf optischer Achse mit unterschiedlichen Winkeln:
je größer Winkel, desto kürzer l
- > treffen nicht in einem Punkt
- > Öffnungsfehler
Elektronen im inhomogenen Magnetfeld
wirkung
Bsp.
Handregel
rotationssymmetrische magnetische Felder
-> Vergrößerungswirkung
- Hufeisenmagneten
- Spulen
Linke Handregel:
-Daumen: nach + zeigend
- Finger zeigen magn. Flussdichte B
(Norden ist das woher sie kommen)
Elektronen im inhomogenen Magnetfeld
magnetische Flussdichte deiner Kreisspule
Bz
aus
zahl der Windungen, Stromstärke, Spulenradius
reziprok proportional zum Radius der Kreisspule
-> möglichst klein und Kurz für hohe Bz
Stärke einer Elektronenlinse k²
zunahme
abnahme
nimmt ZU:
quadratisch mit Flussdichte und axialen Feldbreite
nimmt AB:
mit zunahme der Strahlelektronenenergie
Schwache und Starke Linsen über k²
schwache Linsen (k² << 1) : Fokalpunkte (Brennpunkt) außerhalb des Hauptfeldes
starke Linsen (k² >> 0) : Fokalpunkte innerhalb des Feldes
Bauformen von Elektronenlinsen
schwache Linsen:
- teilgekapselte Linse
- Spaltlinse
starke Linsen:
-Polschuhlinsen (heutige Verwendung)
Lage der Fokallänge
entspricht relativem radialen Abstand
r/r0
des Elektrons vom Zentrum der Linse am Ort z/a
(Gleichung von Glaser S.17)
ergibt sich aus Abstand vom Feldmaximum von Linsenmitte zum kreuzungspunkt der Elektronenbahn mit optischer Achse
Wenn die Position des Präperats oberhalb der Polschuhe liegt
//Alte Linsen
- nicht genug Raum, um zu großen Winkeln zu kippen
- > Polschuhkontate
- große Polschuhabstände = hohe Cs und Cc Werte
- gerine laterale Auflösund (STEM,EDX…)
- nur sehr eingeschränkter Bereich abgebildet
- schwre Fokussierung wg Asymmetrie des Linsenfelds
KOE -Linse
Kondensor-Objektiv-Einfeldlinse
bei k² = 3
-> Brennweite/Fokalebene im Feldmaximumbei z/a = 0
Präperat zwischen den Polschuhen
-> konvergente Beleuchtung
verkippbare Probe und Detektoren möglich
KOE - Linse
Geometrische Optik
wenn Parallelbeleuchtung nötig:
Minilinse = Zerstreuungslinse/Kondensorlinse
konvergente Strahlen werden parallel
