Spektromikroskopische Untersuchungen an ... - OPUS Würzburg
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18 2 Physikalische Grundlagen<br />
2.3 Mikroskopische Methoden<br />
Zur mikroskopischen Untersuchung von Strukturen mit hoher Ortsauflösung stehen<br />
eine g<strong>an</strong>ze Reihe von Methoden zur Verfügung. Interdisziplinär etabliert haben<br />
sich insbesondere das Rastertunnelmikroskop (STM), das Rasterkraftmikroskop<br />
(AFM), das Sekundärelektronenmikroskop (SEM) sowie das Tr<strong>an</strong>smissionselektronenmikroskop<br />
(TEM) – Letztgen<strong>an</strong>ntes sowohl in der abbildenden als auch<br />
in der rasternden Vari<strong>an</strong>te. In vielen Fällen ist mit diesen Mikroskoptypen eine<br />
Ortsauflösung bis hin zum atomaren Bereich (≈ 0,1 nm) möglich. Diese Mikroskopiearten<br />
haben jedoch gemein, dass sie <strong>an</strong> sich keine oder nur sehr eingeschränkte<br />
spektroskopische Informationen liefern. Zwar gibt es die eine oder <strong>an</strong>dere Weiterentwicklung,<br />
wie zum Beispiel die Energiedispersive Röntgenstrahlungs<strong>an</strong>alyse (EDX)<br />
zu den Elektronenmikroskopen, doch ist diese Methode wegen der hohen Energie<br />
der verwendeten Elektronen nicht zerstörungsfrei und bietet bei Weitem nicht die<br />
Empfindlichkeit, wie sie von der PES oder von NEXAFS erreicht wird. Einen bereits<br />
sehr guten chemischen Kontrast liefert das Rasteraugerelektronenmikroskop (SAM),<br />
gleichwohl auch dieses mit etwa 10 nm Ortsauflösung nicht <strong>an</strong> die Energieauflösung<br />
der erwähnten spektroskopischen Methoden her<strong>an</strong>reicht. Das STM liefert mit der<br />
Abhängigkeit des Tunnelstroms von der Tunnelsp<strong>an</strong>nung zwar Informationen über<br />
die elektronische Struktur der untersuchten Oberfläche, doch ist auch damit nur<br />
bedingt eine Aussage über die chemische Zusammensetzung der Probe möglich.<br />
Nicht nur aus Sicht der Oberflächenphysik ist es daher interess<strong>an</strong>t, die spektroskopischen<br />
Methoden der PES und von NEXAFS mit der Mikroskopie zu verbinden<br />
und so Spektroskopie im mikroskopischen Maßstab zu betreiben. Ein ausführlicherer<br />
Überblick über die im Weiteren vorgestellten Methoden findet sich beispielsweise<br />
in Referenz [21].<br />
2.3.1 Mikrospektroskopie<br />
Einen möglichen Ansatz, um Spektroskopie im mikroskopischen Maßstab betreiben<br />
zu können, stellt die Mikrospektroskopie dar, bei der die Anregungsquelle auf einen<br />
möglichst kleinen Fleck fokussiert wird. Die Antwort der Probe auf diese Anregung
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