Ptychografie

Ptychografie (auch Ptychographie, von griechisch ptyché Falte und gráphein schreiben) ist ein Verfahren der Mikroskopie.[1]

Beschreibung

Bei dem Verfahren wird die zu untersuchende Probe mit einem Teilchenstrahl abgetastet der vom Material gestreut wird und ein Interferenzmuster bildet, das Detektoren aufzeichnen. Der Strahl verändert seine Position jedes Mal ein wenig, so dass er in unterschiedlichen Winkeln auf die Probe trifft und entsprechend auch unterschiedliche Beugungsbilder ergeben. Aus den Beugungsbildern von vielen (bis zu Milliarden) an verschiedenen Orten der Probe – und der Art und Weise, wie sich deren Auftrittsorte überlappen und sich diese Überlappung verändert – kann dann ein Algorithmus (Fourier-Rücktransformationsberechnung) ein Bild der gesamten Probe errechnen. Der Vorteil der Technik ist, dass das Interferenzmuster auch Informationen über die Phasen der Wellen enthält und so zum Beispiel auch normalerweise durchsichtige Strukturen abbildet.[2]

Als Teilchenstrahl werden aktuell sowohl kohärente Röntgen- als auch Elektronenstrahlen verwendet.

Geschichte

Der Name "Ptychographie" wurde 1970 von R. Hegerl und W. Hoppe geprägt, um eine Lösung für das kristallographische Phasenproblem zu beschreiben, das Hoppe 1969 erstmals vorgeschlagen hatte.[3][4]

Anwendung

Mit dieser Methode schafften es Forscher 2021, die Atome eines Praseodymorthoscandat-Kristalls (PrScO₃) 100-millionenfach vergrößert darzustellen und damit die höchste bisher erreichte Vergrößerung zu erzielen.[2]

Einzelnachweise

Ptychographie - Enzyklopädie - Brockhaus.de. In: brockhaus.de. Abgerufen am 18. August 2021.
Elektronenmikroskopie: Atome in Rekordauflösung. In: spektrum.de. Abgerufen am 18. August 2021.
R. Hegerl, W. Hoppe: Dynamische Theorie der Kristallstrukturanalyse durch Elektronenbeugung im inhomogenen Primärstrahlwellenfeld. In: Berichte der Bunsengesellschaft für physikalische Chemie. Band 74, Nr. 11, 1970, ISSN 0005-9021, S. 1148–1154, doi:10.1002/bbpc.19700741112 (wiley.com).
W. Hoppe: Beugung im inhomogenen Primärstrahlwellenfeld. I. Prinzip einer Phasenmessung von Elektronenbeungungsinterferenzen. In: Acta Crystallographica Section A. Band 25, Nr. 4, 1969, ISSN 1600-5724, S. 495–501, doi:10.1107/S0567739469001045 (wiley.com).

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[1] Ptychographie - Enzyklopädie - Brockhaus.de. In: brockhaus.de. Abgerufen am 18. August 2021.

[spektrum-2] Elektronenmikroskopie: Atome in Rekordauflösung. In: spektrum.de. Abgerufen am 18. August 2021.

[3] R. Hegerl, W. Hoppe: Dynamische Theorie der Kristallstrukturanalyse durch Elektronenbeugung im inhomogenen Primärstrahlwellenfeld. In: Berichte der Bunsengesellschaft für physikalische Chemie. Band 74, Nr. 11, 1970, ISSN 0005-9021, S. 1148–1154, doi:10.1002/bbpc.19700741112 (wiley.com).

[4] W. Hoppe: Beugung im inhomogenen Primärstrahlwellenfeld. I. Prinzip einer Phasenmessung von Elektronenbeungungsinterferenzen. In: Acta Crystallographica Section A. Band 25, Nr. 4, 1969, ISSN 1600-5724, S. 495–501, doi:10.1107/S0567739469001045 (wiley.com).