Interferenzmikroskopie mit Elektronenwellen

Zusammenfassung

Die physikalischen Grundlagen zur Erweiterung des Biprisma-Elektronen-Interferometers in ein Interferenzmikroskop werden dargelegt. Zur Realisierung stellt man das Biprisma entweder zwischen Objekt und Objektiv oder zwischen Objektiv und Zwischenbildebene. Im ersten Fall muß der 1 μ dicke metallisierte Quarzfaden eine negative Spannung von etwa 10 V erhalten, damit die kohärenten Teilbündel auseinandergelenkt werden und sich virtuell in der Objektebene überlagern. In der zweiten Stellung wird eine positive Spannung an den Faden gelegt, damit die Bündel zusammengelenkt werden und ebenfalls virtuelle Zweistrahlinterferenzen in der Objektebene ergeben. Während sich der erste Strahlengang für ausgedehnte Objektbereiche und kleine Vergrößerungen am besten eignet, ist dem zweiten für kleine Objektbereiche und hohe Vergrößerung der Vorzug zu geben.

Der kohärent ausgeleuchtete Bereich ist durch die Winkelkohärenzbedingung 2d sinβ<λ gegeben. Der Kohärenzwinkel ist also umgekehrt proportional zu der Beleuchtungsapertur des Objektes. Bei 2000facher elektronenoptischer Vergrößerung, einer Strahlspannung von 50 kV und ausreichender Helligkeit betrug die Breite des Interferenzbereiches in der Objektebene etwa 1,5 μ. Das Interferenzfeld zeigt die Phaseninformation eines Objektbereiches, wenn der zugeordnete Objektbereich optisch leer ist. An einer Reihe von Beispielen wird die Phasenschiebung an Rändern von mikroskopisch kleinen Bereichen verschiedener Dicke sichtbar gemacht. Auch an Einkristall-Blättchen von MoO₃ wird die Phasenschiebung des Elektronenwellenzuges beobachtet.

Zur Bestimmung der mittleren inneren Potentiale wurden Scheiben durch kleine Löcher einer Kollodiumfolie auf Kohlenstoffträger gedampft und die Dicke der polykristallinen Schichten mit dem Vielstrahlinterferenzmikroskop nachTolansky gemessen. Aus mehreren Messungen an verschieden dicken Schichten ergaben sich folgende mittlere innere Potentiale: Au: 21,1±2 V; Ag: 20,7±0,7 V; Al:12,4±1 V; ZnS: 10,2±0,5 V.