Elektronenmikroskopische Untersuchungen des Polymer/Mineral ...

3 Grundlagen der experimentellen Methoden
In den folgenden Abschnitten werden die Grundlagen der verwendeten Charakterisie-
rungsmethoden vorgestellt. Die auf Transmissions-Elektronenmikroskopie basierenden
Untersuchungsmethoden liefern Informationen über die Zusammensetzung und Struk-
tur einer Probe. Sie sind daher geeignet, die Mikro - und Nanostruktur des Perlmutts
näher zu erforschen. Zu diesen Methoden 5 zählen insbesondere EDX (energy dispersive
X-ray) und EELS (electron energy loss spectroscopy), die eine Analyse der chemischen
Zusammensetzung ermöglichen, sowie die Elektronentomographie, mit der dreidimensio-
nale Strukturen in der Probe visualisiert werden können. Zur detaillierten Betrachtung
der Wachstumsfront des Perlmutts eignet sich die Raster-Elektronenmikroskopie, mit der
Probenoberflächen abgebildet werden können.
Bei allen im Rahmen dieser Arbeit verwendeten Untersuchungsmethoden wurde die Pro-
be mit hochenergetischen Elektronen be- oder durchstrahlt. Dabei wird eine Reihe von
Prozessen erzeugt. Diese sind teilweise in Abb. 9 dargestellt und werden in den jeweiligen
Abschnitten Erwähnung finden.
3.1 Transmissions -Elektronenmikroskopie
Abb. 9: Schematische Darstellung
der durch einfallende Elektronen
erzeugten Prozesse. Im Transmissions-
Elektronenmikroskop finden die
elastisch gestreuten Elektronen und
im Raster - Elektronenmikroskop
die Sekundärelektronen bzw. die
rückgestreuten Elektronen Verwen-
dung. Inelastisch gestreute Elektronen
werden für EELS-Messungen,
Röntgenstrahlung wird für EDX -
Untersuchungen benutzt.
Die Transmissions-Elektronenmikroskopie (TEM) ist ein geeignetes Mittel um struktu-
relle Untersuchungen an meist kristallinen Proben durchzuführen. Die Funktionsweise
ähnelt der eines Lichtmikroskops. Das Auflösungsvermögen 6 eines Mikroskops ist abhängig
von der Wellenlänge der verwendeten Strahlung [33]. Im TEM werden zur Abbildung
5 Die Methoden werden im STEM (scanning transmission electron microscope)- Modus durchgeführt.
6 Die Auflösung r ist über den Abstand zweier Punkte, die in dem Abbild des Objektes noch zu
unterscheiden sind, bestimmt. Es gilt die Abbesche Beziehung r = λ
sin α
[33]. Der Winkel α ist der halbe
Aperturwinkel und λ die Elektronenwellenlänge. Das Auflösungsvermögen wird durch den Einfluss von
Linsenfehlern verringert.