Zur Veranderung des Streuvermogens eines Festkorpers gegentiber 

 mittelschnellen Elektronen infolge lonisation und Anregung 



W. SCHEFFELS 



Rheinisch- Westfdlisches Institiit fiir Vbennikroskopie, Diissekhif 



Die friiher beschriebenen Versuche mit diinnen Fo- 

 lien im Schattenbildstrahlengang (7, 8, 9) wurden 

 fortgefiihrt in dem Bestreben, quantitative Ergeb- 

 nisse zu erhalten iiber die Anderung des Streuver- 

 mogens durch die Bestrahlungsstromdichte. Zu- 

 nachst soil kurz der Strahlengang in dem benutzten 

 permanentmagnetischen Elektronenmikroskop nach 

 von Borries (2) geschildert werden (Abb. 1). Der 

 etwa 4 10"^ cm im Durchmesser groBe engste 

 Strahlqucrschnitt des Strahlerzeugers (a) wird mit 

 der Projektivlinse (h) und weiter mit der Objektiv- 

 linse (c) auf beispielsweise 6 10 '^ cm verkleinert. 

 So ensteht hinter dem Objektiv eine scharfe Kaustik, 

 die lediglich iiber den Durchmesser des verkleinerten 

 Bildes der Strahlquelle verschmiert ist. Befindet sich 

 eine diinne Folic zwischen Objektivlinse und hinterer 

 Brennebene, so schneidet sic die Kaustik, und in- 

 folge der erhohten Stromdichte in den Schnittlinien 

 (Kaustikstern und Kaustikmantel) lassen sich diese 

 mittcls KohlenstofTauftragung auf die Folic auf- 

 zeichnen. 



Im Schattenbild kann man diese aufwachsenden 

 Kohlelinien gleichzeitig beobachten (Abb. 2a). Die 

 achsennahen Strahlen projizieren den Kaustikstern 

 in die Mitte des Bildes, aber die Strahlen, die in der 

 Folienebene zum Aufbau des Kohlesterns beitragen, 

 projizieren ihn ebenfalls weiter auBen im Bild. Der 

 Kaustikmantel wird scharf nach ganz auBen proji- 

 ziert. Eine Theorie dieser Schattenprojektion von 

 F. Lenz (4) ermoglicht eine quantitative Deutung 

 dieser Aufnahmen. 



Wartet man mit der Aufnahme des Schattenbildes 

 aber nicht bis sich die Kohle aufgetragen hat, oder 

 bewegt man gar die Folic wahrend der Aufnahme 

 mit der Objektverstellung in der Folienebene, so 

 erhiilt man ebenfalls eine Projektion von Linien, wie 



Leuchischirm 



in Abb. 2h auf einer Kollodiumfolie. Die mittelste 

 Figur wurde friiher als ,,Streustern" beschrieben. Im 

 Gegensatz zu der Kohleauftragung ist die Anderung 

 des Kontrastes der Kollodiumfolie vollig reversibel 

 und hat seine Ursache nur in der erhohten Strom- 

 dichte in der Kaustik und nicht in einer Anderung 

 der Massendicke der Folic. Bemerkenswert sind die 

 hellen Siiume an der Seite der dunklen Linien. Sic 

 lassen sich als Beugungssaume erklaren, wenn man 

 annimmt, dass in der Objektfolie an dieser Stelle 

 eine sprunghafte Anderung der elektronenoptischen 

 Brechungsindex oder des Absorptionskoeffizienten 

 stattfindet. 



Wie man auf der gerechneten Darstellung (Abb. 3) 

 der Stromdichte im Kaustikquerschnitt auf einer 

 Geraden durch die Taille des Sterns sieht, fiillt 

 die Stromdichte sowohl im Stern wie im Mantel 

 nach auBen viel schrofTer ab als nach innen. Bei einer 

 idealen Kaustik d. h. bei Verwendung einer punkt- 

 formigen Elektronenquelle, wiirde die Stromdichte 

 unendlich werden, aber da diese iiber das verkleinerte 

 Bild der Strahlquelle verschmiert ist, erhalt man durch 

 Mitteilung endliche Maxima in Stern und Mantel 

 (beispielsweise 5 10"- A cm- in der Sterntaille). 

 Man kann annehmen, daB infolge der stark unter- 

 schiedlichen Stromdichte auf der Fclieauchdielonisa- 

 tion und Anregung der Objektatome und damit das 

 mittlere innere Potential in der Folic ortlich stark ver- 

 schieden ist. Rechnet man fiir eine Abschiitzung bei 

 einem scharfen Sprung zwischen zwei konstanten 

 Werten des inneren Potentials die Intensitaten der 

 in der Schattenprojektion enstehenden Fresnelschen 

 Beugungslinien aus und mittelt diese Intensitatsvcr- 

 teilung iiber den Durchmesser des Bildes der Strahl- 

 quelle, so erhalt man — als Phasenkontrast — eine 

 Intensitatsverteilung, wie sie bei den in Abb. lb 

 gezeigten dunklen Linien mit hellem Saum vorliegt. 

 Vergleicht man diese gerechnete Verteilung der 



a 



"1 



Abb. 1. Registrierung der Kaustikquerschnitte. 



Abb. la. Schattenbild eines Kaustii<querschnittes auf Kol- 

 lodiumfolie. Kohlcslern./ 2,2 mm; Ca =^ 2n,Z^ - 9. 



