Hochauflösende Phasenkontrast-Elektronenmikroskopie mit Hilfe einer elektrostatischen Phasenplatte

使用静电相位板的高分辨率相差电子显微镜

• 批准号: 25473870
• 负责人: Professorin Dr. Dagmar Gerthsen
• 金额: --
• 依托单位: Exzellenzcluster "Cellular Networks" (aufgelöst)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2005-12-31 至 2016-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/25473870?language=en
• 关键词: Hochaufl; sende; Phasenkontrast; Elektronenmikroskopie; mit

In der Transmissions-Elektronenmikroskopie (TEM) sind viele der interessantesten Objekte sogenannte ¿schwache Phasenobjekte¿. Sie sind praktisch transparent für Elektronen und erzeugen Objektkontrast im Bild alleine durch eine geringe Phasenverschiebung der transmittierten Elektronenwelle. Im Allgemeinen erscheinen solche Objekte daher mit sehr geringem Bildkontrast. Eine Möglichkeit zur Realisierung eines stärkeren Objektkontrastes besteht in der Verwendung einer Phasenplatte, welche die relative Phase von gestreuten und ungestreuten Elektronen um 90¿ verschiebt. In der Lichtmikroskopie wird diese Abbildungsart als ¿Phasenkontrast¿-Verfahren bereits seit 1935 angewendet. In der TEM wurden Phasenplatten jedoch auf Grund technischer Probleme bisher kaum untersucht und noch nie in der Forschung eingesetzt. Ein Vorschlag für die Realisierung einer elektrostatischen Phasenplatte geht auf Boersch (1947) zurück. Die Boersch-Phasenplatte beruht darauf, dass die Phase des ungestreuten Zentralstrahls durch das Feld einer elektrostatischen Einzellinse verschoben wird. Dies lässt sich elektronenoptisch am einfachsten in der hinteren Brennebene des Objektivs realisieren. In Vorarbeiten zu diesem Projekt ist es uns gelungen, erstmals eine geeignete elektrostatische Mikrolinse zu bauen und damit die Phase des ungestreuten Zentralstrahls zu beeinflussen. Im Rahmen dieses Projektes soll nun das Design und die Herstellung der Boersch-Phasenplatte mit Hilfe der Nanostrukturierung optimiert und die exakte Justierung im Elektronenmikroskop in Angriff genommen werden. Durch diese Arbeiten wird ein neuer Phasenkontrast-Abbildungsmodus im Transmissions-Elektronenmikroskop realisiert, der in Zukunft eine optimierte Kontrastübertragung bei der Abbildung schwacher Phasenobjekte ermöglicht. Das auf diese Weise verbesserte Signal wird eine Vielzahl von neuen Bildverarbeitungs- und 3D-Rekonstruktionsmöglichkeiten sowohl in der hochauflösenden Kryo-Mikroskopie an nativen biologischen Proben wie auch an materialwissenschaftlichen Proben ermöglichen.

在传输电子显微镜（TEM）中，有许多感兴趣的物体，它们都是相位物体。Sie sind praktisch transparent für Elektronen und erzeugen Objektcontrast im Bild alleine durch eine Phasenvertebung der transmittierten Elektronenwelle.所有的人都可以通过自己的图片对比来解决问题。Eine Möglichkeit zur Realisierung eines stärkeren Objektkontrastes besteht in der Verwendung einer Phasenplatte，welche die relative Phase von gestreuten und ungestreuten Elektronen um 90 â verschiebt.在Lichtmikroskopie中，这一阶段的对比-Verfahren自1935年以来一直存在。在这个过程中，我们将遇到一些重大的技术问题，但在研究中并没有发现这些问题。Ein Vorschlag für die Realisierung einer elektostatischen Phasenplatte geht auf Boersch（1947）zurück.该Boersch-Phasenplate是这样的，即该相位通过费尔德的一个静电场被引入中心射线。Dies lässt sich elektronenoptisch am einfachsten in der hinteren Brennebene des Objektivs realisieren.在Vorarbeiten zu diesem Projekt ist es uns gelungen，estmals einege gnete elektrostatische Mikrolinse zu bauen and damit die Phase des ungestreuten Zentralstrahls zu beeinflussen.这些项目的设计和安装需要优化的纳米结构的支持，并在Angriff基因组韦尔登中实现电子显微镜的精确测量。这一工作将在传输-电子显微镜实现中形成一种新的相位对比-吸收模式，以便在吸收schwacher相位目标时实现最佳的对比。这是一种新的图像处理和三维重建技术，可以在高通量的Kryo-Mikroskopie中进行自然生物学实验，也可以进行材料科学实验。

项目成果

Improving Fabrication and Application of Zach Phase Plates for Phase-Contrast Transmission Electron Microscopy

• DOI: 10.1017/s1431927612001560
• 发表时间: 2012-10-01
• 期刊: MICROSCOPY AND MICROANALYSIS
• 影响因子: 2.8
• 作者: Hettler, Simon;Gamm, Bjoern;Gerthsen, Dagmar
• 通讯作者: Gerthsen, Dagmar

High-resolution transmission electron microscopy with an electrostatic Zach phase plate

• DOI: 10.1088/1367-2630/18/5/053005
• 发表时间: 2016-05-06
• 期刊: NEW JOURNAL OF PHYSICS
• 影响因子: 3.3
• 作者: Hettler, S.;Dries, M.;Gerthsen, D.
• 通讯作者: Gerthsen, D.

Multislice algorithms revisited: solving the Schrödinger equation numerically for imaging with electrons.

重温多层算法：数值求解薛定谔方程以进行电子成像

• DOI: 10.1016/j.ultramic.2014.12.008
• 发表时间: 2015
• 期刊: Ultramicroscopy
• 影响因子: 2.2
• 作者: C. Wacker;R.R.Schröder
• 通讯作者: R.R.Schröder

Application of Zach Phase Plates for Phase-Contrast Transmission Electron Microscopy: Status and Future Experiments

Zach 相位板在相衬透射电子显微镜中的应用：现状和未来实验

• DOI: 10.1017/s1431927614002797
• 发表时间: 2014
• 期刊: Microscopy and Microanalysis
• 影响因子: 2.8
• 作者: S. Hettler;J. Wagner;M. Dries;M. Oster;R. R. Schröder;D. Gerthsen
• 通讯作者: D. Gerthsen

High-Resolution Transmission Electron Microscopy With Zach Phase Plate

采用 Zach 相位板的高分辨率透射电子显微镜

• DOI: 10.1017/s1431927615008685
• 发表时间: 2015
• 期刊: Microscopy and Microanalysis
• 影响因子: 2.8
• 作者: S. Hettler;M. Dries;T. Schulze;M. Oster;C. Wacker;R. R. Schröder;D. Gerthsen
• 通讯作者: D. Gerthsen