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2.5.6 Elektronenmikroskopie
entsteht. Die Schrittweite des Rasters kann va-
riiert werden, und bei konstanter Rasterpunkt-
zahl ergibt sich daraus die Vergrößerung. Die
sinnvolle minimale Rasterschrittgröße ist im
Bereich des Elektronenstrahldurchmessers,
also im Bereich von etwa 1
?
m. Dies bedingt
auch die maximale Vergrößerung und ist der
physikalische Grund für die Unmöglichkeit,
noch kleinere Objekte oder Strukturen sichtbar
zu machen. SE-Bilder dienen vor allem dazu,
Oberflächenstrukturen sichtbar zu machen
(Abb. 2.90), während BSE-Aufnahmen die Ord-
nungszahl der beschossenen Elemente wider-
spiegeln. Da schwere Elemente mit großen
Atomkernen höhere Ladungsdichten aufwei-
sen, werden mehr Elektronen zurückgestreut
Diese Methode umfasst zwei unterschiedliche
Te i l a s p e k t e : d i e
Raster-
und die
Transmissions-
elektronenmikroskopie
(REM und TEM). Im
einen Fall wechselwirken Elektronen mit der
Oberfläche der Probe (REM), im anderen Fall
durchstrahlen sie die Probe (TEM). Das REM
erreicht etwa 100.000fache Vergrößerungen
und kann damit Oberflächenstrukturen von
etwa 100 nm Größe gerade noch sichtbar ma-
chen. Es gehört heutzutage zur Standardaus-
rüstung nicht nur in den Geowissenschaften,
sondernauchinderBiologieundderPhysik.
Erst mit dem TEM aber gelang der Vorstoß in
die Sichtbarmachung der Netzebenen und Git-
terpunkte, also des Subnanometerbereichs. Die
beste heute zu erzielende Auflösung ist etwa
0.15 nm (= 1,5 · 10
-10
m=1,5Å).
Im Rasterlektronenmikroskop (Abb. 2.89) wird
in einer evakuierten Kammer eine Probe wie in
der Elektronenmikrosonde mit Elektronen be-
schossen. REM und Mikrosonde arbeiten also
beidem tdenselbenGrundlagenundman
kann - prinzipiell - dieselben Dinge mit ihnen
machen. Das REM ist jedoch hauptsächlich für
die Abbildung optimiert (wobei ein ange-
schlossenes EDS-System grobe Analysen er-
laubt), die Mikrosonde hauptsächlich für die
Analyse (wobei man auch hier Strukturen und
Materialunterschiede abbilden kann, allerdings
nicht in der Feinheit wie mit dem REM). Am
REM wird nicht die beim Elektronenbeschuss
entstehende Röntgenstrahlung registriert, son-
dern es werden die von der Probe
zurückge-
streuten Elektronen
(
Rückstreuelektronen
oder englisch
back-scattered electrons, BSE
)
bzw. von der Probe selbst ausgesandte
Sekun-
därelektronen (SE)
mit einem Siliziumdetektor
aufgefangen. Der anregende Elektronenstrahl
wird durch eine Spannung über die interessie-
rendeFlächegelenkt,errastertdieFlächealso
ab (daher der Name) und ein Computer setzt
die Informationen der einzelnen abgerasterten
Punkte zu einem Bild zusammen. Das Abras-
tern geht dabei natürlich extrem schnell, so-
dass beim Bildaufbau fast keine Verzögerung
2.90
Hochvergrößernde SE-Aufnahmen aus dem
Rasterelektronenmikroskop. Oben gezüchtete
Quarzkristalle auf einem Faden, unten Oxidati-
onsphänomene auf einem Siliciumkarbid-Werk-
stoff. Aus Kraft et al. (1998) und Schumacher
(2001).
