mirror of
https://github.com/vale981/fpraktikum
synced 2025-03-05 09:31:44 -05:00
ein Wenig zur Einleitung
This commit is contained in:
parent
bb26d8ae28
commit
45108cb8d6
1 changed files with 67 additions and 2 deletions
|
@ -25,8 +25,20 @@ Die Transmissionselektronenmikroskopie, kurz TEM, stellt in vielen Bereichen der
|
||||||
Ingenieurswissenschaften sowie der Medizin ein wichtiges Verfahren zur Untersuchung von
|
Ingenieurswissenschaften sowie der Medizin ein wichtiges Verfahren zur Untersuchung von
|
||||||
anorganischen wie organischen Materialien auf deren atomare Struktur oder zur hohen Auflösung
|
anorganischen wie organischen Materialien auf deren atomare Struktur oder zur hohen Auflösung
|
||||||
diverser Materialien dar. Man nutzt hierzu Elektronen, da deren geringe Wellenlänge eine
|
diverser Materialien dar. Man nutzt hierzu Elektronen, da deren geringe Wellenlänge eine
|
||||||
deutlich genauere Auflösung ermöglicht als beispielsweise Röntgenstrahlung und diese einfacher
|
deutlich genauere Auflösung ermöglicht (vgl.~\ref{eq:auflösung}) als beispielsweise
|
||||||
zu handhaben sind als Gammastrahlung im gleichen Wellenlängenbereich.
|
Röntgenstrahlung und diese einfacher zu handhaben sind als Gammastrahlung im gleichen
|
||||||
|
Wellenlängenbereich.
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{equation}\label{eq:auflösung}
|
||||||
|
\delta_{min} = 0.61 \cdot \frac{\lambda}{n \cdot \sin\alpha}
|
||||||
|
\end{equation}
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{conditions}
|
||||||
|
\delta_{min} & Auflösungsgrenze eines Lichtmikroskops\\
|
||||||
|
\lambda & Wellenlänge\\
|
||||||
|
n & Brechungsindex vor der Objektivlinse\\
|
||||||
|
\alpha & halber Öffnungswinkel des Objektivs
|
||||||
|
\end{conditions}
|
||||||
|
|
||||||
\subsection{Aufbau und Funktionsweise eines TEM}
|
\subsection{Aufbau und Funktionsweise eines TEM}
|
||||||
\label{sec:aufbau}
|
\label{sec:aufbau}
|
||||||
|
@ -108,6 +120,59 @@ Von elastische Streuung spricht man, wenn die kinetische Energie des Elektrons v
|
||||||
Stoß gleich bleibt. Dabei wird ein Atom durch das Coulombpotential, das sich aus Atomkern und den
|
Stoß gleich bleibt. Dabei wird ein Atom durch das Coulombpotential, das sich aus Atomkern und den
|
||||||
ihn umgebenden, abschirmend wirkenden Elektronen zusammensetzt.
|
ihn umgebenden, abschirmend wirkenden Elektronen zusammensetzt.
|
||||||
|
|
||||||
|
\subsubsection{Unelastische Streuung}
|
||||||
|
\label{sec:inelast}
|
||||||
|
|
||||||
|
Inelastische Streuung erfolgt dann, wenn die Strahlelektronen mit den Hüllenelektronen der
|
||||||
|
Objektatome zusammenstoßen. Dabei überträgt das einfallende Elektron dem Hüllenelektron Energie,
|
||||||
|
die dazu führt, dass das Hüllenelektron entweder auf ein höheres Energieniveau geschubst wird
|
||||||
|
oder falls die übertragene Energie mindestens so groß wie die Bindungsenergie des Atoms ist,
|
||||||
|
sogar zur Ionisation führen. Bei Festkörpern kann es außerdem zu Verlusten aufgrund von
|
||||||
|
Phononenanregungen sowie Plasmonen kommen.\\
|
||||||
|
|
||||||
|
Diese Energieverluste, die vor allem bei Ionisierungsverlusten elementspezifisch sind, werden bei
|
||||||
|
der Elektronenenergieverlustspektroskopie aufgezeichnet. Dadurch können Rückschlüsse auf die
|
||||||
|
Zusammensetzung des untersuchten Materials gezogen werden.
|
||||||
|
|
||||||
|
\subsubsection{Streuung an dünnen Folien}
|
||||||
|
\label{sec:folie}
|
||||||
|
|
||||||
|
Da man die untersuchten Objekte mit Elektronen durchleuchten möchte, müssen diese dünn sein,
|
||||||
|
so dünn, dass man sie als Folien beschreiben kann. Bei dieser Betrachtungsweise geht man von
|
||||||
|
Einfachstreuungen aus, da die Amplitude der einfallenden Welle so stark abgeschwächt wird, dass
|
||||||
|
man sie vernachlässigen kann. Diese Annahme der Einfachstreuung nennt man kinematische Näherung.
|
||||||
|
Die gestreute Welle ergibt sich dann als Summe, ergo Interferenz, der Einzelwellen.
|
||||||
|
Wichtig für die Betrachtung ist des Weiteren die Unterscheidung der Folien in verschiedene
|
||||||
|
Materialien: amorph, einkristallin und polykristallin.\\
|
||||||
|
|
||||||
|
Amorph sind Materialien dann, wenn die Atome bzw. Moleküle aus denen sie bestehen in keiner
|
||||||
|
strukturierten oder periodischen Ordnung zu einander stehen, sondern zufällig zu einander
|
||||||
|
ausgerichtet sind. Das Beugungsbild ergibt sich zu konzentrischen Kreisen, die allerdings nicht
|
||||||
|
unbedingt einzeln erkennbar sein müssen, da sie eher verschmiert aussehen. Aus diesem Beugungsbild
|
||||||
|
kann man den Abstand, den die Atome zu einander haben berechnen.\\
|
||||||
|
|
||||||
|
Kristalline Strukturen beschreibt man in dem man die Elementarzellen, die die Grundstruktur des
|
||||||
|
Kristalls darstellen, verschiebt, um somit den gesamten Kristall aus diesen aufzubauen.
|
||||||
|
Anschließend kann man in den Kristall Netzebenen, parallele, äquidistante Ebenen, die die selbe
|
||||||
|
Periodizität aufweisen wie die Beschreibung der Elementarzellen mittels Punktgitter, legen und
|
||||||
|
mit Hilfe der Bragg-Gleichung eine Bedingung für konstruktive Interferenz aufstellen.
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{equation}\label{eq:bragg}
|
||||||
|
2 \cdot d_{hkl} \sin\vartheta = n \cdot \lambda, n=1,2,3,...
|
||||||
|
\end{equation}
|
||||||
|
|
||||||
|
Dabei ist \(d_{hkl}\) der Abstand der Netzebenen:
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{equation}\label{eq:netz}
|
||||||
|
d_{hkl} = \frac{a}{\sqrt{h^2+k^2+l^2}}
|
||||||
|
\end{equation}
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{conditions}
|
||||||
|
\vartheta & Einfallswinkel der Welle\\
|
||||||
|
\lambda & Wellenlänge\\
|
||||||
|
a & Gitterkonstante
|
||||||
|
\end{conditions}
|
||||||
|
|
||||||
\section{Durchf\"uhrung und Auswertung}
|
\section{Durchf\"uhrung und Auswertung}
|
||||||
\label{sec:durchaus}
|
\label{sec:durchaus}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
Loading…
Add table
Reference in a new issue