Bestimmung der Modulationstransferfunktion einer CCD-Kamera ...

Zusammenfassung
lationen für sechs Probendicken zwischen 20 nm und 150 nm mit jeweils variierendem Aperturradius
durchgeführt, um analog zu Kap. 5 die Kontrastabhängigkeiten zu untersuchen. Dabei
ging in die Simulationen die in Kap. 4 bestimmte MTF ein. Alle simulierten Dicken ergaben eine
Kontrastabnahme mit steigendem Aperturradius. Ein direkter Kontrastvergleich zwischen Experiment
und Simulation war allerdings nur für die Probendicke von 30 nm möglich und ergab bei
der kleinsten Apertur von 6, 8 nm −1 einen Stobbs-Faktor von 1,44 und ohne Apertur 1,80. Verglichen
mit dem Stobbs-Faktor von 1,72 für die kleinste Apertur, bestimmt aus den Simulationen
mit den Inkohärenzenveloppen des Transmissionskreuzkoeffizienten (TCC), resultierten für die
inkohärente Summierung plausiblere Ergebnisse. Dies drückte sich insbesondere im Vergleich der
absoluten Kontraste, bei TCC ohne/mit MTF 0,57/0,31 und inkohärente Summierung 0,41/0,26,
aus. Damit blieben die mit der inkohärenten Summierung gefundenen Stobbs-Faktoren von 1,44
und 1,80 unter den bislang berichteten von drei bis fünf [7, 11], und waren ferner vergleichbar
mit denen von Hochmeister et al. gefundenen zwischen 1,5 bis 2,3 [24]. Eine genauere Untersuchung
kleiner Blenden lieferte zudem einen stark blendenabhängigen Kontrast, was mit der
dynamischen Beugung und der Pendellösung bei Mehrfachstreuung zusammenhängt, weil dann
bei einer größeren Blende zusätzliche Beugungsreflexe zum HRTEM-Bild beitragen. So führte
ein Blendenwechsel von 6, 8 nm −1 auf 7, 4 nm −1 zu einem drastischen Kontrastverlust von
0,44 auf 0,28. Dieses Verhalten zeigte sich für nahezu alle simulierten Dicken, bis auf die Dicke
von 30 nm. Da Dicken von 20 nm oder 40 nm auch diesen starken Kontrastabfall verzeichneten,
konnte der kleinste Faktor von 1,44 für 30 nm aufgrund der experimentellen Dickenungenauigkeit
von ±15 nm nicht sicher ermittelt werden. Überdies konnte zwar eine tendenzielle, aber
keine grundsätzliche Kontrastabnahme mit zunehmender Probendicke festgestellt werden, da
auch hier die dynamische Beugung weiterhin einen starken Einfluss auf den Kontrast hat.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Berücksichtigung der MTF im Diffraktogramm
einen deutlichen Kontrastverlust in den simulierten HRTEM-Bildern hervorruft und daher den
Stobbs-Faktor bei dicken Proben teilweise erklärt. Demzufolge muss die MTF in den Simulationen
von HRTEM-Bildern einbezogen werden [11]. Weiter gaben die experimentellen Kontrastuntersuchungen
und die angeknüpften Simulationen klare Hinweise darauf, dass auch die TDS
eine weitere Ursache für den Stobbs-Faktor in HRTEM-Aufnahmen sein könnte [17, 18]. Eine
stichhaltige Belegung dafür macht allerdings weitere Untersuchungen notwendig. Vergleichende
Kontrastuntersuchungen des Stobbs-Faktors müssen demnach mit energiegefilterten HRTEM-
Aufnahmen durchgeführt werden, die den Einfluss von Plasmonen ausschließen. Auch die Untersuchung
an anderen Keilproben, aus beispielsweise Silizium mit amorphen Siliziumdioxid-
Bereichen, ist denkbar [24], wobei die amorphen Bereiche zur Bestimmung des Defokus ausgenutzt
werden können [24].
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