Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen Werkstoffkunde ...

Fachbereich KMUB Werkstoffkunde Praktikum Rasterelektronenmikroskop
2.1 SIGNALERZEUGUNG
Durch Aufheizen des Glühfadens der Kathode auf hohe Temperaturen (2600-2900 K)
werden Elektronen emittiert, die dann mittels einer Beschleunigungsspannung
zwischen Kathode und Anode in die elektronenoptische Achse des Gerätes
beschleunigt werden. Zwischen Kathode und Anode befindet sich der
Wehneltzylinder, welcher Linsenfunktion hat und die aus der Kathode emittierten
Elektronen zu einem schmalen Strahldurchmesser fokussiert (20-50 µm)
In der Mikroskopsäule wird der Elektronenstrahl durch 2 Kondensorlinsen und die
Objektivlinse weiter fokussiert.
Die elektromagnetischen Linsen bestehen aus einer stromdurchflossenen Spule, die
von einem mit nichtmetallischen Werkstoff ausgefüllten Eisenmantel umgeben ist.
Durch Induktion werden die Elektronen in schraubenförmige Bahnen gelenkt und
vereinigen sich in einem Brennpunkt. Je höher dabei der Linsenstrom gewählt wird,
umso kleiner wird der Sondendurchmesser (min 4 nm). Es wird also mittels
Kondensorlinsen der Sondendurchmesser auf der Probe bestimmt und mit der
Objektivlinse auf die Probenoberfläche so fokussiert, dass das Bild auf dem
Beobachtungsbildschirm maximale Feinheiten zeigt.
Die Säule eines REM enthält verschiedene Blenden, die verhindern, dass die durch
die Anregung der Kondensorlinsen gestreuten Elektronen auf den Polschuhen der
Linsen landen und dort Kontaminationsschichten erzeugen. Die Elektronen werden
von den Sprayblenden aufgefangen und kontaminieren diese. Sprayblenden müssen
daher öfters gereinigt werden.
Eine besonders wichtige Blende ist die End- bzw. Aperturblende, deren
Durchmesser den Aperturwinkel des Elektronenstrahls auf der Probenoberfläche
bestimmt.
Durch Ablenkspulen zwischen
Sprayblende und Aperturblende
sorgt ein Ablenkgenerator für eine
zeilenweise Abtastung der
Probenoberfläche durch den
Primärelektronenstrahl, so dass
durch die Wechselwirkung der
Primärelektronen mit der
Probenmaterie Sekundärsignale
(Sekundärelektronen,
Rückstreuelektronen, Licht,
Röntgenstrahlen) entstehen.
Unterschiedliche Vergrößerungen
entstehen durch Veränderung der
Ströme in den Ablenkspulen . Es
werden unterschiedlich große
Bereiche der Probe abgerastert,
ohne dass sich an der Quantität der
Bildinformation etwas ändert.
(Bild 2) Facettenauge einer Fliege SE-Bild
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