REM

Question 1

REM

Bauteile

Answer 1

Gun

Kondensorlinsen -> ringförmige Elektromagnete
Objektivlinse

Scan coils -> Ablenkspulen

Detektoren -> SE-Detektor und EDX

Specimen -> verschiebbar und drehbar

Question 2

REM

Eigenschaften

Answer 2

Infos Topologie -> SE

Infos chemische Zusammensetzung (BSE) über EDX

Infos Kristallorientierung

Question 3

Infos Topologie -> SE

wie

Answer 3

• > vergrößerung des Objektivs durch verkleinerung des Rasterfeldes
• > Signalintensitäten als Kontrast

Question 4

REM

Aufbau

Answer 4

Glühkathode mit Anode

Elektromagnete
Objektivlinse

Ablenkspule

Specimen

Seitlicher SE-Detektor
Detektoren

Question 5

lineare Vergrößerung

Formel

Answer 5

= L / l

L = breite des Bildschirms
l = Dreite des Rasters auf der Probe

Question 6

lineare Vergrößerung

Voreraussetzungen

Answer 6

auf wenige nm fokussierter Elektronenstrahl

umgekehrter Vergrößerungsstrahlengang der Lichtmikroskopie (verkleinerung Bildquelle)

Question 7

Verkleinerung um b/g bei Brennlinsen

Answer 7

1/f = 1/g + 1/b

(um b erweitern)

b/g = b/f -1

(Abbildung)

Question 8

wenn b/g -> 0

Answer 8

starke Verkleinerung:

dann g&raquo_space; b und b/f -> 1

Bild würde in der Ebene des hinteren Brennpunkts der Linse entstehen

Question 9

Sondengröße

-was ist das?

-Verkleinerungen V1 und V2
(und WD)

Answer 9

entspricht Elektronenstrahl auf Probe

V1 = b1/g1

V2 = b2/g2 ^ b2 = WD = Arbeitsabstand

Question 10

Sondengröße

• Durchmesser des 1. Kathodenbildes
• effektiver Durchmesser des Strahls auf der Probe

Answer 10

• 1. Kathodenbilddurchmesser:
     d1 = d0 * V1 = d0 * (b1/g1)
• Durchmesser Sondengröße:
  d2 = d1 * V2 = d1 * (b2/g2) = d1 * (WD/g2)

-> d2 = d0 * (b1/g1) * (WD/g2)

Question 11

Sondengröße

begrenzung durch

Answer 11

spärische Aberration der Objektivlinse -> nach unten

minimiert durch Blende A -> Konvergenzwinkel

Question 12

Strahlstrom Ip

Answer 12

Ip = I0 * (alpha1/alpha0)²

alphao = Öffnungswinkel Kondensorlinse
alpha1 = Öffnungswinkel Objektivlinse

Question 13

Ip kleiner wenn

Answer 13

Brechkraft steigt und Sondendurchmesser kleiner wird

wenn A kleiner wird, weil alpha1 kleiner wird

Question 14

Schärfentiefe h

wann wird es unscharf?

Answer 14

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!

Question 15

Gesamtelektronenausbeute

• Funktion
• was fließt rein
• wenn > 1
• nutzbare Gesamtelektronenausbeute

Answer 15

• als Funktion der Beschleunigungsspannung
• Sekundärelektronenkoeffizient (δ) und Rückstreukoeffizient (η)

-wenn > 1:
dann erzeugen PE mehrere SE
auch Absorption tieferer Bereiche -> SE

• für SE < 1

Question 16

Sekundärelektronenkoeffizient (δ)

Answer 16

Spannungsabhängig !

BE pro PE

Question 17

Rückstreukoeffizient (η)

Answer 17

nahezu Spannungsunabhängig

abhängig von Ordnungszahl

BSE pro PE

Question 18

SE-Detektor:

Nachweis von SE

• womit
• bestandteile
• wie angebracht

Answer 18

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.

Question 19

SE-Detektor:

Everhart Thornley Detektor
-Funktionsweise

Answer 19

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)

Question 20

wann können SE den ET-Detektor nichtmehr erreichen?

Answer 20

durch abschalten oder schalten von leicht negativer Vorspannung
-> dann werden nurnoch die BSE gemessen, die (zufällig) in diese Richtung fliegen

Question 21

BSE-Detektor

Nachweis von BSE

• womit
• wo angebracht

Answer 21

Szintillator Detektoren z.B. Robinson Detektor
oder
Halbleiterdetektoren

meist oberhalb der probe, um den Elektronenstrahl herum

Question 22

Szintillator Detektoren:

Robinson Detektor

Answer 22

kurze Ansprechzeit -> hohe Rastergeschwindigkeiten möglich

groß -> hohe Arbeitsabstände nötig

Question 23

Halbleiterdetektoren

Answer 23

lange Totzeiten -> keine hohen Rastergeschwindigkeiten möglich

klein -> kleine Arbeitsabstände möglich

Topographie hat nur geringen Einfluss auf Kontrast
-> Einfluss über Sektoren/Raumwinkelbereiche vergrößert

Question 24

Steigern der Signalintensität

wie?
was passiert?

wann minimalste Ausbeute?

Answer 24

verkippen der Probe zum Elektronenstrahl
-> steigerung der bestrahlten Oberfläche

wenn senktrecht: minimalste mögliche Ausbeute

Question 25

Einfluss der Topographie

welche Effekte gibt es?

Answer 25

Schatteneffekt

Kanteneffekt

Question 26

Schatteneffekt

Answer 26

seitliche beschleunigung der SE Richtung Detektor

• > auf Weg werden sie von hindernis absorbiert
• > Detektor wirkt wie an Position einer “virtuellen diffusen Lichtquelle”

Question 27

Kanteneffekt

Answer 27

herausstehende Kanten scheinen viel heller

-> dort können insgesamt mehr Elektronen austreten (Abbildung)

Question 28

In-Lens-Detektor

Answer 28

veränderter SE-Detektor

SE werden entgegen Primärstrahl in ObjektivLinse gezogen

gut für unregelmäßige Probenoberflächen
-> Oberflächennahe SE

Detailschärfe höher weil höhere SE Empfindlichkeit

Question 29

Orientierungskontrast mit BSE

( MAterialkontrast mit BSE)

• nennt man..
• wann tritt es auf
• was wird ebenfalls beeinflusst und wie

Answer 29

“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