DE758245C - Einrichtung zur Untersuchung der Kristallstruktur mit Kathodenstrahlen zur Aufnahme der Beugungsringe - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Untersuchung der Kristallstruktur mit Kathodenstrahlen zur Aufnahme der Beugungsringe Eine monochromatische Elektronenstrahlung hat entspicechend der de Broglieschen Beziehung eine .bestimmte Wellenlänge und ergibt bei Streuung durch Materie Interferenzerscheinungen, die Ähnlichkeit haben mit denjenigen Erscheinungen, die bei Röntgenstrahlen auftreten. Es ist bekannt, die Interferenz von Elektronenstrahlen zur Untersuchung von Oberflächen zu benutzen. Die bekannten Einrichtungen zur Untersuchung mit Elektronenstrahlen haben den Nachteil, daß der zu untersuchende Körper und das Strahl-.erzeugungssystem in den gleichen Vakuumraum hereingebracht werden müssen. Es ist daher erforderlich, beim Wechseln des Prüfkörpers jedesmal die gesamte Einrichtung mit der Außenluft in Verbindung zu bringen und jedesmal einen langwierigen Pump- und Entgasungsprozeß vorzunehmen.
• Es sind auch Elektronenmikroskope, also nach den Gesetzen der geometrischen Optik wirkende Einrichtungen, bekannt, bei denen der zu untersuchende Gegenstand von der Elektronenstrahlung durchstrahlt werden muß, die also grundsätzlich verschieden von der vorliegenden Einrichtung sind. Bei einer

  dieser bekannten Einrichtungen ist es erfor-

  derlich. daß der Prüfkörper in einem sehr

  niedrigen Vakuum oder in Luft untersucht

  wird, wogegen derLeuchtschirm sich in einem

  Behälter mit hohem Vakuum befinden muß.

  Den Prüfkörper und den Leuchtschirm mit

  Ausnahme des Strahlerzeugungssystems bei

  einem Elektronenmikroskop in einem gemein-

  samen, für sich evakuierbaren Behälter unter-

  zubringen, wäre wegen der Spannung führen-

  den Blenden, Striktionsspulen u. dgl. und

  wegen der großen Abmessungen und Ge-

  wichte, die ein solcher Behälter hat, sehr um-

  ständlich und schwierig. Das Auspumpen die-

  ses Behälters nach jedem Wechsel des Prüf-

  körpers wäre sehr zeitraubend.

  Die vorliegende Einrichtung zur Unter-

  suchung der Kristallstruktur mit Kathoden-

  strahlen zur Aufnahme der Beugungsringe

  besteht dagegen erfindungsgemäß aus einer

  vakuumdicht abgeschlossenen Elektronen-

  röhre mit Lenardfenster und einem an diese

  angesetzten, für sich evakuierbaren, zum Ein-

  bringen und zur Aufnahme des Prüfkörpers

  und der Filme oder Leuchtschirme geeignet

  gemachten Behälter. Die Anforderungen an

  den Grad der Luftleere- in diesem Behälter

  sind gering und werden beispielsweise von

  einer einfachen Wasserstrahlpumpe erfüllt.

  Das Auswechseln des Prüfkörpers kann sehr

  schnell erfolgen. da das erforderliche Vakuum

  rasch herzustellen ist, während das Vakuum

  der Entladungsröhre selbst von dem Aus-

  wechseln des Prüfkörpers nicht beeinfiußt

  wird.

  Die neue Anordnung bringt hier besondere

  technische Vorteile und Erleichterungen

  beim Arbeiten mit einer solchen Einrichtung

  gegenüber den bekannten Anordnungen. Un-

  tersuchungskörper und Film können auf sehr

  einfache Weise ausgetauscht werden, und der

  gemeinsame Behälter kann sehr rasch (mit

  einer Wasserstrahlpumpe) wieder evakuiert

  werden. Besondere und kostspielige Pump-

  einrichtungen für die Kathodenstrahlröhre

  sind nicht erforderlich, da eine abgeschmol-zene Röhre verwendet und fest angeordnet

  werden kann.

  In den Abbildungen sind zwei Ausfüh-

  rungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

  Die Abb. i zeigt eine Einrichtung zur

  Untersuchung mit Kathodenstrahlen, bei der

  ein parallel ausgeblendetes Elektronenbündel

  Verwendung findet. Die Kathodenstrahl-

  röhre i ist mit einer Glühkathode 2 und einer

  rohrförmigen Anode 3 ausgerüstet. Das

  Anodenrohr 3 weist an dem der Kathode zu-

  gewandten Ende eine Öffnung ,4 für den Ein-

  tritt der Kathodenstrahlen auf. Am andern

  Ende ist das Anodenrohr mit einem dicken

  Blech 5 verschlossen, in dem sich ein kleines

  Lenardfenster 6 für den Austritt des Katho-

  denstrahlenbündels befindet. Die Kathoden-

  strahlröhre ist völlig vakuumdicht nach

  außen abgeschlossen. An das Anodenrohr der

  Vakuumröhre ist ein evakuierbarer Behälter 8

  mit dem rohrförmigen Ansatz 7 angesetzt.

  Der rohrförmige Ansatz 7 wird über das

  Ende des Anodenrohres herübergeschoben

  und mit Hilfe der Flanschdichtung 9 vakuum-

  dicht mit dem Anodenrohr verbunden. An der

  Verbindungsstelle des Ansatzes 7 mit dem

  Behälter 8 befindet sich eine Elektronenblende

  io, die zusammen mit der Blende 5 ein par-

  alleles Elektronenbündel ausblendet. Dieses

  Elektronenbündel enthält im wesentlichen

  Elektronen von einheitlicher Geschwindigkeit;

  denn diejenigen Elektronen, die in der Folie

  des Lernardfensters 6 einen Geschwindigkeits-

  verlust erfahren, werden abgelenkt und

  treffen, wie durch die Pfeile i i angedeutet

  ist, auf die Metallteile der Blende io auf. Das

  ausgeblendete Elektronenbündel. trifft auf den

  Untersuchungskörper 12, der an der Halte-

  vorrichtung 13 befestigt ist, auf und wird hier

  nach rückwärts (Pfeile 1q.) oder bei dem

  Durchstrahlungsverfa:hren nach vorwärts

  (Pfeile 15) gestreut. Auf den Filmen 16 bzw.

  17 entstehen Beugungsbilder, die Rück-

  schlüsse auf die Struktur des Prüfkörpers 12

  gestatten. In vielen Fällen entstehen auch an

  den Seitenwänden des Behälters 8 Inter-

  ferenzfiguren, die in gleicher Weise nach-

  gewiesen werden können. Selbstverständlich

  können statt der Filme Leuchtschirme An-

  wendung linden, die direkt beobachtet werden

  können, wenn die Wandungen des Behälters 8

  ganz oder teilweise aus durchsichtigem Stoff

  (Glas) bestehen. Um die Filme und den

  -Prüfkörper auswechseln zu können., ist der

  Boden i8 der Kammer 8 abnehmbar gestaltet

  und mit einer Flanschdichtung i9 versehen.

  Die Kammer 8 ist durch den Pumpansatz 2o

  mit einer Wasserstrahlpumpe verbunden und

  kann in kürzester Zeit auf den erforderlichen

  Druck ausgepumpt werden.

  Die Abh. 2 zeigt eine Einrichtung zur Un-

  tersuchung mit Kathodenstrahlen, bei der ein

  Elektronenbündel auf einen Prüfkörper 21

  gerichtet wird. Besteht dieser Prüfkörper aus

  einem oder mehreren Kristallen, so sendet er,

  wie K o s s e 1 zuerst gezeigt hat; in bestimmten,

  von der Kristallstruktur abhängigen Rich-

  tungen Röntgenstrahlen aus. Die Elektronen-

  röhre 22 ist mit einer Glühkathode 23 und

  einer rohrförmigen Anode 24 ausgestattet.

  Das Anodenrohr ist durch das den ganzen

  Rohrquerschnitt einnehmende Lenardfenster

  25 abgeschlossen. Wie in dem Ausführungs-

  beispiel i dargestellt, ist mittels einer

  Flanschdichtung 26 der rohrförmige Ansatz

  27 des Behälters 28 an das Anodenende der

  Vakuumröhre angesetzt. Durch die Magnetspule 2g wird das Elektronenbündel auf den Spalt 30 fokussiert und mit Hilfe der Magnetspule 31 auf den Prüfkörper 21 gerichtet. Die vom Präparat ausgehenden Röntgenstrahlen 32 fallen auf den Film oder den Leuchtschirm 33, der zum Schutze gegen Streuelektronen mit einer Aluminiumfolie 34 bedeckt ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Untersuchung der Kristallstruktur mit Kathodenstrahlen zur Aufnahme der Beugungsringe, gekennzeichnet durch eine vakuumdicht abgeschlossene Elektronenröhre mit Lenardfenster und einem an diese angesetzten, für sich evakuierbaren, zum Einbringen und zur Aufnahme des -Prüfkörpers und der Filme oder Leuchtschirme geeignet gemachten Behälter. ZurAbgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschrift Nr. 338 286; österreichische Patentschrift Nr. 137 611; französische Patentschrift Nr. 737 716; britische Patentschrift Nr. 299.735; Stark, Johannes, »Die Elektrizität in Gasen«, Leipzig igo2, S. 336/337; Sitzungsberichte der Akademie d!er Wissenschaften, Berlin 1&g3, Bd. I, S. 3 bis 7; Marx, Erich, »Handbuch derRadiologie«, Leipzig igig, Bd. 5, S. 627 bis 632; Proceedings of the Royal Society, Bd. i 17, London, 1928, S. 602.