Grundlagen korrigierter Elektronenoptiken und der Wechselwirkung von Elektronen und Materie

Über

Wie können wir die kleinsten Bausteine unserer Welt sehen und verstehen? Moderne Elektronenmikroskope ermöglichen es uns, die atomaren Strukturen zu erforschen, die die Eigenschaften von Materialien bestimmen. In diesen Geräten verwenden wir Strahlen aus schnellen Elektronen, um Details sichtbar zu machen, die zu klein sind, um sie mit herkömmlichen Mikroskopen auflösen zu können.

Diese Instrumente werden von etwa hundert Elektronenlinsen präzise gesteuert und erzeugen hochauflösende Bilder, in denen Atome sichtbar werden. Indem wir modellieren, wie Elektronen mit Materie interagieren und Bilder erzeugen, unterstützen wir die Entwicklung neuer Materialien, die unsere Zukunft prägen werden.

Forschungsthemen

  • Entwicklung quantitativer Verfahren für hochauflösende Abbildung und für die Charakterisierung von Instrumenten
  • Entwicklung praktikabler Modelle für die Elektronenstreuung
  • Anwendung und Entwicklung von Software für die Simulation von Elektronenbildern und Spektren
  • Analyse von Elektronenbild- und Spektraldaten

Kontakt

Dr. Juri Barthel

ER-C-2

Gebäude 05.2w / Raum 3077

+49 2461/61-9277

E-Mail

Ausgewählte Publikationen

J. Barthel, L.J. Allen, Practicable model for phonon spectroscopy at atomic resolution in scanning transmission electron microscopy for thick crystalline specimens, Phys. Rev. B111 (2025) 054119.

J. Barthel, L.J. Allen, Interpretation of phonon spectroscopic data at atomic resolution in scanning transmission electron microscopy, Phys. Rev. B 110 (2024) 094105.

N. Gumbiowski, J. Barthel, K. Loza, M. Heggen, M. Epple, Simulated HRTEM images of nanoparticles to train a neural network to classify nanoparticles for crystallinity, Nanoscale Adv. 6 (2024) 4196.

P.M. Zeiger, J. Barthel, L.J. Allen, J. Rusz, Lessons from the harmonic oscillator: Reconciliation of the frequency-resolved frozen phonon multislice method with other theoretical approaches, Phys. Rev. B 108 (2023) 094309.

J. Barthel, L.J. Allen, Role of ionization in imaging and spectroscopy utilizing fast electrons that have excited phonons, Phys. Rev. B 104 (2021) 104108.

M. Nord, J. Barthel, C.S. Allen, D. McGrouther, A.I. Kirkland, I. MacLaren, Atomic resolution HOLZ-STEM imaging of atom position modulation in oxide heterostructures, Ultramicroscopy 226 (2021) 113296.

J. Barthel, M. Cattaneo, B.G. Mendis, S.D. Findlay, L.J. Allen, Angular dependence of fast-electron scattering from materials, Phys. Rev. B 101 (2020) 184109.

B.G. Mendis, J. Barthel, S.D. Findlay, L.J. Allen, Inelastic Scattering in Electron Backscatter Diffraction and Electron Channeling Contrast Imaging, Microscopy and Microanalysis 26 (2020) 1147-1157.

F. Winkler, J. Barthel, A.H. Tavabi, S. Borghardt, B.E. Kardynal, R.E. Dunin-Borkowski, Absolute Scale Quantitative Off-Axis Electron Holography at Atomic Resolution, Phys. Rev. Lett. 120 (2018) 156101.

J. Barthel, Dr. Probe: A software for high-resolution STEM image simulation, Ultramicroscopy 193 (2018) 1-11.

L. Jin, J. Barthel, C.-L. Jia, K.W. Urban, Atomic resolution imaging of YAlO3:Ce in the chromatic and spherical aberration corrected PICO electron microscope, Ultramicroscopy 176 (2017) 99-104.

S.L.Y. Chang, C. Dwyer, J. Barthel, C.B. Boothroyd, R.E. Dunin-Borkowski, Performance of a direct detection camera for off-axis electron holography, Ultramicroscopy 161 (2016) 90-97.

J. Barthel, A. Thust, On the optical stability of high-resolution transmission electron microscopes, Ultramiscroscopy 134 (2013) 6-17.

J. Barthel, A. Thust, Quantification of the Information Limit of Transmission Electron Microscopes, Phys. Rev. Lett. 101 (2008) 200801.

Letzte Änderung: 02.04.2025