Das Rasterelektronenmikroskop  -  Eigenschaften und Einsatzbereiche

Das Rasterelektronenmikroskop (REM) wird hauptsächlich zur Betrachtung von Oberflächenformen räumlich strukturierter Objekte eingesetzt. Es spielt heute eine wichtige Rolle in zahlreichen Anwendungsgebieten der Technik und Wissenschaft.

Vorteile der Rasterelektronenmikroskopie : Silizium, geätzt Silizium, geätzt
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* Ein Vergrößerungsbereich von 5x bis über 50000x ist nutzbar,
die Tiefenschärfe kann bis zu 300x größer sein als am Lichtmikroskop.
Sehen Sie sich Beispiele dafür in unserem Bildarchiv an.
* Die Vorbereitung der Proben ist in vielen Fällen außerordentlich einfach, Probengrößen und -gewichte sind variabler als am Lichtmikroskop. Näheres dazu finden Sie unter Proben und Probenpräparation.
* Man kann ergänzende chemisch-analytische Informationen über die Proben erhalten - zerstörungsfrei, schnell, und, falls erforderlich, auch für mikroskopisch kleine Volumina. Unter Materialanalyse finden Sie dazu weitere Informationen.
 
Aufgrund dieser Eigenschaften können Sie mit dem Rasterelektronenmikroskop in vielen Fällen erheblich mehr Informationen über Ihre Proben als mit einem Lichtmikroskop erhalten.
Es ergeben sich daraus zahlreiche Anwendungen, z.B. im Bereich der Materialuntersuchung (Metallegierungen, Keramiken, moderne Verbundwerkstoffe), Oberflächenbeurteilung, Schadensanalyse (Untersuchung von Bruchflächen), Kriminalistik (Vergleichsuntersuchungen an sehr kleinen Objekten), Biologie und Medizin (Morphologische Untersuchungen), Halbleitertechnologie (Qualitätskontrolle der Bauelemente), und viele weitere Anwendungen.

Das Rasterelektronenmikroskop  -  Aufbau und Funktionsprinzip

Ein Rasterelektronenmikroskop besteht aus folgenden Baugruppen :
 
REM-Skizze
* Einer Elektronenquelle mit Hochspannungsversorgung (typisch 1000 bis 30000 Volt), die einen Elektronenstrahl erzeugt,
* einer Elektronenoptik, die den Elektronenstrahl sehr fein bündelt und in einem zeilenförmigen Raster über das Objekt führt,
* einer Probenkammer mit einem Probentisch, der mit dem darauf befestigten Objekt in vielen Richtungen verschoben und gedreht werden kann,
* einem Sekundärelektronendetektor, der sogenannte Sekundärelektronen, die beim Beschuß des Objektes mit Elektronen aus der Objektoberfläche herausgeschlagen werden, einsammelt und als Bildinformation nutzbar macht,
* einem Vakuumsystem, das die vorgenannten Systeme unter Vakuum hält, da sich ein wirksamer Elektronenstrahl nicht bei atmosphärischem Druck erzeugen läßt,
* einer Elektronikeinheit, die die erforderlichen Ströme und Spannungen zur Verfügung stellt und die Bildinformation verstärkt,
* einem Bildspeicher, in dem das meist mit einer Abtastrate langsamer als 50 Bilder/sek (TV) eingezogene Bild zwischengespeichert wird. Das Videosignal wird dabei in seiner Intensität von dem Signal, das der Sekundärelektronendetektor liefert, geregelt. Der Bildkontrast entsteht, da verschiedene Objektstellen unterschiedlich viele Sekundärelektronen freisetzen, und damit auch unterschiedlich hell erscheinen. Die Sekundärelektronenausbeute ist im wesentlichen abhängig von der räumlichen Lage der Oberfläche in Bezug zu den eingestrahlten Elektronen (Topographie der Oberfläche) aber außerdem auch von der elementaren Zusammensetzung der Oberfläche.
* einem Monitor, der das Speicherbild in TV-Geschwindigkeit oder auch langsamer darstellt und einem PC, in dem das Bild nach einem hochaufgelösten langsamen Bildeinzug als Bilddatei auf einer Festplatte abgespeichert wird. Früher wurde ein Schirmbild abphotographiert, dafür stand meist eine besonders hochauflösende Bildröhre zur Verfügung.

An dem Rasterelektronenmikroskop in der beschriebenen Grundausstattung können eine Vielzahl zusätzlicher Funktionsgruppen angebaut sein: Andere Detektoren, besondere Strahlsteuerungen, besondere Tischausstattungen und verschiedene analytische Zusätze. Das EDX-System ist der am häufigsten genutzte analytische Zusatz am Rasterelektronenmikroskop. Das EDX verwertet die beim Beschuß der Proben mit Elektronen als Nebenprodukt entstehende charakteristische Röntgenstrahlung. Unter Materialanalyse finden Sie dazu weitere Informationen.


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