REM Flashcards
REM
Bauteile
Gun
Kondensorlinsen -> ringförmige Elektromagnete
Objektivlinse
Scan coils -> Ablenkspulen
Detektoren -> SE-Detektor und EDX
Specimen -> verschiebbar und drehbar
REM
Eigenschaften
Infos Topologie -> SE
Infos chemische Zusammensetzung (BSE) über EDX
Infos Kristallorientierung
Infos Topologie -> SE
wie
- > vergrößerung des Objektivs durch verkleinerung des Rasterfeldes
- > Signalintensitäten als Kontrast
REM
Aufbau
Glühkathode mit Anode
Elektromagnete
Objektivlinse
Ablenkspule
Specimen
Seitlicher SE-Detektor
Detektoren
lineare Vergrößerung
Formel
= L / l
L = breite des Bildschirms l = Dreite des Rasters auf der Probe
lineare Vergrößerung
Voreraussetzungen
auf wenige nm fokussierter Elektronenstrahl
umgekehrter Vergrößerungsstrahlengang der Lichtmikroskopie (verkleinerung Bildquelle)
Verkleinerung um b/g bei Brennlinsen
1/f = 1/g + 1/b
(um b erweitern)
b/g = b/f -1
(Abbildung)
wenn b/g -> 0
starke Verkleinerung:
dann g»_space; b und b/f -> 1
Bild würde in der Ebene des hinteren Brennpunkts der Linse entstehen
Sondengröße
-was ist das?
-Verkleinerungen V1 und V2
(und WD)
entspricht Elektronenstrahl auf Probe
V1 = b1/g1
V2 = b2/g2 ^ b2 = WD = Arbeitsabstand
Sondengröße
- Durchmesser des 1. Kathodenbildes
- effektiver Durchmesser des Strahls auf der Probe
- Kathodenbilddurchmesser:
d1 = d0 * V1 = d0 * (b1/g1)
- Kathodenbilddurchmesser:
- Durchmesser Sondengröße:
d2 = d1 * V2 = d1 * (b2/g2) = d1 * (WD/g2)
-> d2 = d0 * (b1/g1) * (WD/g2)
Sondengröße
begrenzung durch
spärische Aberration der Objektivlinse -> nach unten
minimiert durch Blende A -> Konvergenzwinkel
Strahlstrom Ip
Ip = I0 * (alpha1/alpha0)²
alphao = Öffnungswinkel Kondensorlinse alpha1 = Öffnungswinkel Objektivlinse
Ip kleiner wenn
Brechkraft steigt und Sondendurchmesser kleiner wird
wenn A kleiner wird, weil alpha1 kleiner wird
Schärfentiefe h
wann wird es unscharf?
hoch im vergleich zum Lichtmikroskop!!
h = 0,1 [mm] / (Malpha)
mit
alpha = A/(2WD)
-> h = (0,2 * WD [mm]) / ( M * A)
sobald Topographie h überschreitet
wenn A kleiner wird -> alpha kleiner -> steigt h!
Gesamtelektronenausbeute
- Funktion
- was fließt rein
- wenn > 1
- nutzbare Gesamtelektronenausbeute
- als Funktion der Beschleunigungsspannung
- Sekundärelektronenkoeffizient (δ) und Rückstreukoeffizient (η)
-wenn > 1:
dann erzeugen PE mehrere SE
auch Absorption tieferer Bereiche -> SE
- für SE < 1
Sekundärelektronenkoeffizient (δ)
Spannungsabhängig !
BE pro PE
Rückstreukoeffizient (η)
nahezu Spannungsunabhängig
abhängig von Ordnungszahl
BSE pro PE
SE-Detektor:
Nachweis von SE
- womit
- bestandteile
- wie angebracht
mit Everhart Thornley Detektor
= Szintillator und Photoelektronenvervielfacher
seitlich zur Probe angebracht für 3D Effekt
nicht beliebig kleiner Arbeitsabstand, da Elektronen erst oberhalb der Probe angezogen werden.
SE-Detektor:
Everhart Thornley Detektor
-Funktionsweise
Elektronen zu Szintillator beschleunigt und rein
(hat Vorpannung, weil SE-Energie niedrig)
- > Szintillator emmitiert dadurch Lichtblitze
- > Umwandlung in Elektronenimpulse und vermehrung im Photoelektronenvervielfacher (Photoelektrischer Effekt)
wann können SE den ET-Detektor nichtmehr erreichen?
durch abschalten oder schalten von leicht negativer Vorspannung
-> dann werden nurnoch die BSE gemessen, die (zufällig) in diese Richtung fliegen
BSE-Detektor
Nachweis von BSE
- womit
- wo angebracht
Szintillator Detektoren z.B. Robinson Detektor
oder
Halbleiterdetektoren
meist oberhalb der probe, um den Elektronenstrahl herum
Szintillator Detektoren:
Robinson Detektor
kurze Ansprechzeit -> hohe Rastergeschwindigkeiten möglich
groß -> hohe Arbeitsabstände nötig
Halbleiterdetektoren
lange Totzeiten -> keine hohen Rastergeschwindigkeiten möglich
klein -> kleine Arbeitsabstände möglich
Topographie hat nur geringen Einfluss auf Kontrast
-> Einfluss über Sektoren/Raumwinkelbereiche vergrößert
Steigern der Signalintensität
wie?
was passiert?
wann minimalste Ausbeute?
verkippen der Probe zum Elektronenstrahl
-> steigerung der bestrahlten Oberfläche
wenn senktrecht: minimalste mögliche Ausbeute
Einfluss der Topographie
welche Effekte gibt es?
Schatteneffekt
Kanteneffekt
Schatteneffekt
seitliche beschleunigung der SE Richtung Detektor
- > auf Weg werden sie von hindernis absorbiert
- > Detektor wirkt wie an Position einer “virtuellen diffusen Lichtquelle”
Kanteneffekt
herausstehende Kanten scheinen viel heller
-> dort können insgesamt mehr Elektronen austreten (Abbildung)
In-Lens-Detektor
veränderter SE-Detektor
SE werden entgegen Primärstrahl in ObjektivLinse gezogen
gut für unregelmäßige Probenoberflächen
-> Oberflächennahe SE
Detailschärfe höher weil höhere SE Empfindlichkeit
Orientierungskontrast mit BSE
( MAterialkontrast mit BSE)
- nennt man..
- wann tritt es auf
- was wird ebenfalls beeinflusst und wie
“Gitterführung” oder “Channeling”
wenn Elektronenstrahl parallel zu Netzebenen, dann kommt er viel tiefer ins Material rein
-> je tiefer, desto unwahrscheinlicher, dass BSE wieder austritt
- > beeinflussung quanititativer Analysen mit EDX/WDX
- > weniger char. X-rays
