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2 Experimenteller Aufbau
Objektes. Hier werden alle vier Tunnelspitzen in kontrollierter Weise auf engstem
Raum zusammengeführt. Dabei kann es schon passieren, dass die eine oder andere
Tunnelspitze zerstört wird. Mit einem REM kann man die Tunnelspitze mit dem verbogenen
Ende rechtzeitig erkennen und austauschen. Beim Spitzenwechsel verwendet
man das REM, damit man die Spitzenwechselgabel mit dem Präzisionsmanipulator
kontrolliert navigieren kann und keine weitere von den noch intakte Tunnelspitzen
beschädigt werden können. Die Qualitätskontrolle der Tunnelspitzen nach dem Einbau
in eine RTM-Einheit findet ebenfalls mit dem REM statt.
Ein weiterer indirekter Vorteil einer REM/RTM-Kombination ergibt sich aus der
Möglichkeit die Tunnelspitzen beim Aufnehmen der Probentopographie zu sehen.
Ein REM ermöglicht die visuelle Wahrnehmung der abgetasteten Probenoberfläche.
Man kann vergleichsweise die RTM-Topographie als auch ein REM-Bild gegenüberstellen,
sodass man dann sicher gehen kann auf beiden Bildern das gleiche Objekt
der Probenoberfläche aufgenommen zu haben.
Somit stellt sich eine REM/RTM-Kombination als eine besonders effektive Lösung
zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit an Nanostrukturen dar.
2.2.1 Komponenten des Rasterelektronenmikroskops
Bei der Rasterelektronenmikroskopie (REM) verwendet man einen Elektronenstrahl
mit hohen Energien als bildgebende Methode. Die Probenoberfläche wird dabei mit
einem fokussierten Elektronenstrahl zeilenweise gerastert. Die hochenergetischen primären
Elektronen treten beim Eintreffen der Probe mit den Probenatomen in eine
Wechselwirkung. Bei dieser Wechselwirkung der primären Elektronen entstehen die
elastisch gestreuten, unelastisch gestreuten und Sekundärelektronen. Die bildgebende
Information gewinnt man aus der Intensität der Sekundärelektronen. Die Sekundärelektronen
mit Energien bis zu 50 eV treten aus der Probenoberfläche sowie der
oberflächennahen Schichten bis zu 10 nm aus. Die austretenden Sekundärelektronen
werden durch positive Ansaugspannung von bis +200 V des Sekundärelektronen
Detektors (SED) gesammelt, im Detektor vervielfacht und in das Spannungssignal
mit Hilfe des Verstärkers umgewandelt. Die Rate der gefangenen Sekundärelektronen
resultiert somit in die Amplitude des Spannungssignals. Die Amplitude des
Spannungssignals wird anschließend als Helligkeitsinformation des Pixels auf dem
Bildschirm dargestellt. Beim Rastern der Oberfläche erhält man somit eine Abbildung
der Oberfläche. Die Anzahl der durch SED gefangenen sekundären Elektronen
hängt dabei von der lokalen Austrittsarbeit der Probenoberfläche (materialabhän-
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