Home

elektronenstralen

Elektronenstrahlen sind gerichtete Ströme von Elektronen, die durch elektrische Felder beschleunigt und durch magnetische Felder fokussiert werden. Sie entstehen in einer Vakuumumgebung durch eine Elektronenquelle, oft eine Elektronenkanone. Typische Elektronenquellen arbeiten durch Thermionenemission aus einem beheizten Filament oder durch Feldemission. Die Elektronen werden durch eine Beschleunigungsspannung V auf Energien von einigen keV bis zu mehreren hundert keV gebracht. Mit Hilfe von elektro- oder magnetischen Linsen lässt sich der Strahl fokussieren und steuern.

Im Vakuum verläuft der Strahl geradlinig; beim Eintritt in Materie wechselwirkt er durch elastische und inelastische

Die De-Broglie-Wellenlänge der Elektronen sinkt mit steigender Energie; typischer TEM-Betrieb im Bereich von 200–300 keV führt

Anwendungen umfassen Material- und Oberflächenforschung, Biologie auf zellulärer Ebene, Halbleitertechnik und Nanotechnologie sowie Elektronenstrahl-Lithografie.

Streuung
mit
Atomen,
erzeugt
Ionisation,
Anregungen
und
gegebenenfalls
Röntgenstrahlung
(Bremsstrahlung).
In
der
Materialanalyse
kommen
verschiedene
Detektoren
zum
Einsatz:
Transmissionselektronenmikroskopie
(TEM)
nutzt
transmittierte
Elektronen,
Rasterelektronenmikroskopie
(REM/SEM)
nutzt
Sekundärelektronen
und
Rückstreuelektronen
zur
Bildgebung.
Die
Strahlenergie,
Beschleunigungsspannung,
Strahlstrom
und
Strahlführung
bestimmen
Bildqualität
sowie
Informationen
über
Struktur,
Zusammensetzung
und
Kristallorientierung.
zu
Wellenlängen
im
Bruchteile
eines
Angström.
Höhere
Energie
ermöglicht
theoretisch
bessere
Auflösung,
verlangt
jedoch
mehr
Strahlenschutz
und
führt
zu
stärkeren
Streuung
und
Röntgenemission.
Elektronenstrahlen
erfordern
Vakuum,
präzise
Linsenführung
und
geeignete
Sicherheitsvorkehrungen.