Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005

MethodenM2: Analytische Elektronenmikroskopie (AEM)M2: AnalytischeElektronenmikroskopie (AEM)Die Analyse der Struktur und der chemischenZusammensetzung nanometergroßer Bereiche vonFestkörpern ist Aufgabe der analytischen Transmissionselektronenmikroskopie(TEM, AEM). Abb. 1zeigt ein solches AEM im Querschnitt. Die von einerKathode ausgehenden Elektronen (thermisch bzw.mittels Feldemission) werden auf bis zu 200 keVbeschleunigt und durch ein Kondensorlinsensystemauf die Präparatebene fokussiert, wobei Probendickenbis zu einigen 100 nm durchstrahlt werdenkönnen. In weiterer Folge erzeugt eine Objektivlinseein geringfügig vergrößertes Zwischenbild,das von den nachfolgenden Linsen (Beugungs-,Zwischen- und Projektivlinsen) weitervergrößertwird und anschließend am Leuchtschirm betrachtetoder digital verarbeitet werden kann. Alternativ kannauch das in der hinteren Brennebene des Objektivsliegende Beugungsbild des Präparates abgebildetwerden. Die als Hochauflösungselektronenmikroskopie(HR-TEM) bezeichnete Methode ermöglichtdie atomare Abbildung von Probendetails (Gitterabbildung,Defekte) und mittels Elektronenbeugung(ED) kann die vorliegende Kristallstruktur mit hoherlateraler Auflösung ermittelt werden.Während zur Bildentstehung im TEM hauptsächlichdie elastisch gestreuten Elektronen beitragen,so sind für die analytischen Methoden im TEM dieinelastischen Wechselwirkungsprozesse zwischeneinfallenden Primärelektronen und der Probe wichtig(s. Abb. 2). Diese Wechselwirkungsprozessekönnen entweder direkt über die Messung desEnergieverlustes des Primärelektrons (Elektronenenergieverlustspektroskopie,EELS), oder als Sekundärprozessdurch den Übergang des ionisiertenAtoms in seinen Grundzustand (energiedispersiveIndex Kontakte Institute Lösungen MethodenAbbildung 1:Querschnitt durch ein analytischesTransmissionselektronenmikroskop(AEM).Abbildung 2:Wechselwirkungsschema hochenergetischerPrimärelektronen eines AEMsmit einem elektronentransparentenFestkörper.Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 20055