Materiewellen De Broglie`s Symmetriebetrachtung: Welle - Teilchen Licht tauscht an lokalen Orten über Photonen Energie u. Impuls mit Materie aus Photonenimpuls Materiewelle p = h/l l = h/p Beachte: Materiewelle nur sinnvoll bei bewegter Materie Beweis: Interferenz 1927 (Davisson, Germer, Thomson), Elektronen, Atome,
Experiment: Elektronen fallen durch Doppelspalt auf einen Leuchtschirm Beobachtung: Streifen
Experiment: Elektronen fallen durch Doppelspalt auf einen Leuchtschirm Beobachtung: Streifen Deutung: Interferenzstreifen, Elektronen verhalten sich wie Welle
Elektronen fliegen durch Al-Kristallpulver Experiment: Elektronen fliegen durch Al-Kristallpulver Beobachtung: Konzentrische Kreise auf Leuchtschirm Kreisradius abhängig von Spannung U Deutung: Interferenz der Elektronenwelle am Kristall (Halliday, Resnick, Walker „Physik, Viley VCH)
Wellenlänge der Elektronenwelle => => Wellenlänge durch Beschleunigungsspannung einstellbar Bsp. U = 100 V, m = 9,1x10-31kg => λ = 0,12 nm Größenordnung von Röntgenstrahlung
Beugung an C- Kristall Röntgenbeugung Elektronenbeugung
LEED Low Energy Electron Diffraction (Gerry Neville)
LEED Low Energy Electron Diffraction
LEED Low Energy Electron Diffraction Si (111) 7 x 7 www.desy.de
Darstellung einer (7x7)-rekonstruierten Si(111)-Oberfläche Realer Raum Reziproker Raum 1 x 1 Einheitszelle 7 x 7 Überstruktur www.desy.de
RHEED Reflection High Energy Electron Diffraction ~10 keV www.desy.de
RHEED Reflection High Energy Electron Diffraction 80nm dicker La2/3Ca1/3MnO3 Film auf Si M. Schilling, TU-Braunschweig, www.uvsor.ims.ac.jp/.../RHEED_Si111_020822.JPG
RHEED Reflection High Energy Electron Diffraction www.uvsor.ims.ac.jp/.../RHEED_Si111_020822.JPG
Zusammenfassung Bewegte Elektronen zeigen Wellencharakter Ermöglichen Kristallstrukturuntersuchung durch Beugungstechniken - LEED langsame Elektronen 20 – 200 eV - RHEED schnelle Elektronen ~ 10.000 eV Vorteil gegenüber Röntgenbeugung: - Wellenlänge einfach über Spannung einstellbar - Oberflächensensitiv Nachteil - Vakuum notwendig