Das Auflösungsvermögen des Elektronenmikroskops für Selbststrahler

Zusammenfassung

Zur Berechnung der Auflösungsgrenze wird das Elektronenmikroskop für Selbststrahler (Emissionsmikroskop) durch ein homogenes Beschleunigungsfeld und eine fehlerfreie Elektronenlinse ersetzt. Mit Hilfe der Schrödingerschen Wellengleichung wird untersucht, wie sich der Elektronenstrom eines Kathodenpunktes in dem Beschleunigungsfeld verhält. Daraus ergibt sich eine Wellentheorie der sphärischen Aberration für das Beschleunigungsfeld. Das Auflösungsvermögen kann berechnet werden, soweit es durch sphärische (und chromatische) Aberration und durch Wellenerscheinungen begrenzt ist. Die auflösbare Strecke liegt etwa in der Größenordnung der Wellenlänge, die an der Kathode auftritt. Sie nimmt mit steigender Feldstärke ab, wenn auch schwächer als nach der geometrisch-optischen Theorie. Bei dem Emissionsmikroskop von Mecklenburg sollte eine Strecke von etwa 5 mΜ noch auflösbar sein. Mit wachsender Feldstärke geht der Elektronenstrom immer mehr über die Grenze des geometrisch-optisch erlaubten Strahlungskegels hinaus. Dadurch muß schließlich eine mechanische Ausblendung eintreten, auch wenn dies geometrischoptisch gar nicht möglich ist. Auf diese Weise wird eine grundsätzliche Auflösungsgrenze festgelegt, die der optischen Auflösungsgrenze entspricht. Eine wesentliche Verbesserung des Auflösungsvermögens durch Ausblenden der fehlerhaften Randstrahlen wurde in dem speziellen durchgerechneten Feld nicht gefunden, dagegen wird die Scharfstellung bei Ausblendung weniger kritisch