Materialanalytik

Question 1

Festkörperanalytik

Answer 1

Analysebereich

bis 100 nm und größer

Question 2

Dünnschichtanalytik

Answer 2

Analysebereich

1-10 nm

Question 3

Oberflächenanalytik

Answer 3

Analysebereich

< 1 nm

Question 4

Anregungsmöglichkeiten von Oberflächen

Answer 4

Photonen
Elektronen
Ionen
Neutronen

Question 5

Antworten nach Anregung mit Elektronen

Answer 5

emission von Elektronen
(SEM,AES,EELS,RHEED)

oder

Emission von Photonen
(SEM/TEM-EDX, EPMA-WDX)

Question 6

Auflösung der Elektronenstrahlsonde

Answer 6

Erwartung:
sehr hohe laterale Auflösung durch kleine (de-Broglie)-Wellenlängen

Realität:
nur theoretische Auflösung:
Auch abhängig von Linsen
-> Qualität der Elektronenlinsen (Nanochromatoren) schlechter als Glaslinsen

Question 7

de-Broglie

Answer 7

r = (0.61*Lamda) / Alpha

Lamda = Wellenlänge
Alpha = Öffnungswinkel
r = Auflösung

Question 8

Wechselwirkung von Elektronensonden

zwischen?
welche sind das?
was bedeutet das?

Answer 8

zwischen
negativen Strahlelektronen
und
positive Atomrümpfe der Materialmatrix

-> Coulomb WW

• > starke Antwort
• > wenig Probenvolumina möglich
• > verringerung der Belichtungszeiten

Question 9

Arten der WW

Answer 9

elastische WW
-> ohne Energieverlust

inelastische WW
-> mit Energieverlust

Question 10

Unterteilung der

elastischen WW

Answer 10

Rücklenkung

• > Rückstreuelektronen
• > Wiederaustritt aus Material (Massive Proben)

Ablenkung

• > zu hohen Winkeln
• > zu kleinen Winkeln
• > Vorwärtsstreuung nur im TEM

Question 11

Probenvolumina

Answer 11

Abhängig vom Verfahren und Ergebniswunsch

GÖßERE (mikrometer³) 
-> mit EDX/WDX wie im REM/ESMA
(Abbildung: bis unten))
->laterale Auflösung gering
->Informationstiefe groß

KLEINERE (>(5nm)³)
-> TEM
(Abbildung: nur im Hals)
->laterale Auflösung hoch
->Informationstiefe klein

Question 12

Antworten der Verfahren

Answer 12

• Materialmatrix Zusammensetzung (qualitativ und quantitativ)
• Aufbau äußere und innere Struktur (Morphologisch,Kristallgitter..)
• Elektronische Struktur, Bindungen
• räumliche Verteilung (Phasen, Verbindungen..)

Question 13

Was einsetzen für:

Materialmatrix Zusammensetzung

Answer 13

EDX
WDX
EELS

Question 14

Prozess hinter

EDX
WDX
EELS

Answer 14

Anregung durch Strahlelektronen:

WW mit Kernnahen e-

• > Ionisation und lücke weil e- weg
• > e- aus höherer schale will ersetzen
• > Energieunterschied emittiert als char. RöntgenStrahlung

Question 15

Was einsetzen für:

Struktur

Answer 15

TEM/STEM
(Mikrostruktur)

SAED, CBED, LEED
(Kristallgitter/Struktur)

EELS
(Kantenstrukturen)

REM/SEM
(Oberflächentopo)

Question 16

Was einsetzen für:

Bindungen

Answer 16

AES

WDX mit ESMA
(Valenz,Oxid. zustand)

EELS
(Bindungszustand)

Question 17

Was einsetzen für:

Verteilung

Answer 17

AES

ESMA (WDX)

REM (EDX)

TEM/STEM (EELS,ESI,SI)