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Mikroskopische Methoden

Raster-Elektronenmikroskopie

Die zweite wichtige elektronenmikroskopische Technik ist das Raster-Elektronenmikroskop (REM, auch SEM für scanning electron microscope genannt). Erste Geräte wurden 1942, also 10 Jahre später als die TEM entwickelt - die ersten kommerzielle Geräte kamen sogar erst 1965 auf den Markt. Diese lange Verzögerung liegt in der aufwendigen Elektronik begründet, die das zeilenförmige Abtasten der Probe erst ermöglicht.

Als Vorbereitung der SEM müssen die Proben wie bei allen EM-Techniken zunächst vollständig entwässert werden, da sich ansonsten im Vakuum Wasserdampf bilden würde. Falls rein metallische Proben untersucht werden sollen, sind keine weiteren Vorbereitungen notwendig, da Metalle sehr gute Leiter sind. Alle Nicht-Metalle müssen hingegen vor dem Einbringen in ein SEM mit einer dünnen Schicht einer leitenden Substanz bedampft werden. Um dies zu erreichen, werden Objekte mit Metallen bedampft, was auch als Bespattern bezeichnet wird (to spatter = zerstäuben, das verwendete Gerätes heißt entsprechend spatter coater). Es handelt sich dabei meist um eine kombinierte Gefriertrocknung mit einer Kathodenzerstäubung des verwendeten Metalls (z.B. Gold-Palladium-Legierung). Im SEM wird die Probenoberfläche mit einem sehr dünnen Elektronenstrahl (Ø ca. 0,01 µm) zeilenförmig abgetastet (gerastert). Durch das Auftreffen der Primärelektronen des Elektronenstrahls werden aus der metallbedampften Probe Sekundärelektronen herausgelöst, die von einem Elektronendetektor aufgefangen werden. Die Verteilung dieser Sekundärelektronen über die Probenoberfläche wird auf einem Bildschirm als helle und dunkle Zonen wiedergegeben. Herausragende Teile strahlen viele Sekundärelektronen ab und erscheinen dadurch hell, während tiefere Zonen dunkel bleiben. Durch den Schrägeinfall des Elektronenstrahls erfolgt eine Schattenbildung, die ein plastisches Bild der Oberfläche vermittelt.

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