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Theoretical electron optics

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Die Elektronenoptik hat in den vergangenen 10 Jahren enorme Fortschritte gemacht. Diese haben u.a. dazu geführt, dass das Auflösungsvermögen in der Transmissionselektronenmikroskopie inzwischen 0,05 nm erreicht hat. Insbesondere neue elektronenoptische Korrekturelemente haben zu dieser enormen Steigerung beigetragen. In der Vorlesung Elektronenoptik werden die Grundlagen der Entwicklung elektronenoptischer Bauelemente präsentiert.

 

Termin

Die Vorlesung Theoretische Elektronenoptik findet aktuell  im WS 2014/2015 statt.
Im SS2015 wird ein Hauptseminar zum gleichen Thema angeboten.

 

Prüfungsrelevanz

  • Master: Durch die Teilnahme an den Vorlesungen Elektronenmikroskopie I und II samt der dazugehörenden praktischen Übungen und der Vorlesung Elektronenoptik kann das Ergänzungsfach Elektronenmikroskopie (14 ECTS) belegt werden.

 

Inhaltsangabe

  1. Einleitung
    1. Motivation
    2. Spektakuläre Eigenschaften von Elementarteilchen
    3. Spektakuläres aus der Elektronenmikroskopie
    4. Meilensteine der Elektronenoptik
    5. Grundgrößen / Eigenschaften des Elektrons
  2. Das (S)TEM von der Quelle zum Bild
    1. Allgemeines
    2. Elektronenquellen
    3. Wechselwirkung von Elektronen mit dem Objekt
    4. Charakterisierung Elektronen-mikroskopischer Kontraste
    5. Gegenüberstellung: Raster- und Ruhbildmikroskop
    6. Elektronenlinsen: Einführung, Überblick, Faustformeln
  3. Grundlagen der Elektronenoptik
    1. Energiesatz
    2. Hamiltonsches Prinzip, Lagrangefunktion für Elektronen im elektromagnetischen Feld
    3. Elektronenoptischer Brechungsindex
    4. Multipolentwicklung der Felder
    5. Variationsfunktion und Bahngleichung
    6. Störungs-Ansatz
    7. Gaußsche Dioptrik
  4. Aberrationen
    1. Fehlerbahnen
    2. Rundlinsenfehler dritter Ordnung
    3. Funktionsweise eines Hexapolkorrektors