Konstruktion, Bau und Charakterisierung eines Magnet-Proben-Halters für das Elektronen-Mikroskop

Inhaltsangabe:Einleitung:
Die Lorentzmikroskopie stellt ein mächtiges Instrument in der Untersuchung magnetischer Strukturen im Transmissionselektronenmikroskop (TEM) dar. Um Reaktionen magnetischer Nano-Partikel auf externe Felder (Schaltvorgänge) in-situ beobachten zu können, wurde im Rahmen dieser Arbeit ein Spezial-Probenhalter entwickelt. Mit dessen Hilfe können Proben während der Beobachtung reinen in-plane Magnetfeldern im TEM unterzogen werden und so direkte Reaktionen beobachtet werden.
Gang der Untersuchung:
In der Arbeit wird zuerst eine Einführung über die Funktionsweise eines Elektronenmikroskops gegeben. Anschließend folgt ein kurzer Ausblick auf die relevante Theorie des Magnetismus. Im zweiten Kapitel wird eine herkömmliche Methode zur Erzeugung von Magnetfeldern im TEM charakterisiert. Danach folgt die Beschreibung von der Herstellung und Charakterisierung des neuen Probenhalters. Zum Schluß sind noch erste interessante Experimente erläutert, die die Möglichkeiten des neuen Halters eindrucksvoll präsentieren.


Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
Problemstellung7

1. Allgemeine theoretische Grundlagen11
2. 1Elektronenoptik11
3. 1.1Strahlerzeugung11
4. 1.2Strahlengang12
5. 1.3Lorentzmikroskopie15
6. 1.4Linsenfehler18
7. 1.5Stigmatoren23
8. 2Magnetismus von Permalloy-Nanoteilchen23
9. 2.1Energie-Betrachtungen23
10. 2.2Formanisotropie und Stoner-Wohlfarth-Theorie25
11. 2.3Domänen29
12. 2.4Hysterese31
13. Kippmethode33
14. 1Vermessung der magnetischen Felder im Mikroskop33
15. 1.1Kalibrierung des Hallsensors34
16. 1.2Messung der Objektivlinsenfelder35
17. Konstruktion und Bau des Probenhalters39
18. 1Vorüberlegungen39
19. 2Konstruktion und Entwicklung40
20. 3Herstellung41
21. Charakterisierung des neuen Halters45
22. 1Feldmessung45
23. 1.1Kalibrierung des Hallsensors45
24. 1.2Feldmessung im Probenbereich46
25. 1.3Feldabhängigkeit in Strahlrichtung49
26. 2Feldsimulation50
27. 3Halterbetrieb52
28. 3.1Steuerprogramm53
29. 3.2Bildrückführung im Betrieb53
30. Erste Experimente59
31. 1Schalten von Dreiecken59
32. 2Ringe62
33. 3Ellipsen64
34. 3.1Aspektverhältnis 2:164
35. 3.2Aspektverhältnis 3:168
36. 4Ein magnetischer Frosch70
37. Ausblick73
38. Zusammenfassung75