Diplomarbeit - Institut für Halbleiter

42 KAPITEL 3. DAS TRANSMISSIONSELEKTRONENMIKROSKOP
den den Elektronenstrahl begrenzenden Blenden. Die Strahlintensität ist deshalb nicht
im Fokus konzentriert, sondern setzt sich aus einem zentralen Haupt- und ringförmig
darum angeordneten Nebenmaxima/-minima zusammen. Der Durchmesser des ersten
Nebenminima ist gegeben durch:
dd = 1.22 · λ
α
(3.9)
Um Beugungsfehler zu minimieren sollte der Winkel α so groß wie möglich gewählt
werden, was sich jedoch negativ auf die chromatische Aberration (Glg. 3.8) und insbe-
sondere auf die sphärische Aberration (Glg. 3.7 auswirken würde.
Durch Verwendung aufeinander abgestimmter Linsensysteme statt Einzellinsen wird ver-
sucht, die Abbildungsfehler so gering wie möglich zu halten. Trotzdem ergibt sich eine be-
trächtliche Einschränkung der tatsächlich zu erzielenden Auflösung gegenüber der theoreti-
schen Auflösung (vgl. Glg. 2.4).
Das Auflösungsvermögen ist insbesondere aufgrund der α 3 -Abhängigkeit von dS (Glg. 3.7
durch CS begrenzt. Als Abschätzung der praktischen Grenze des Auflösungsvermögen kann
folgende Formel (Glg. 3.10) angegeben werden [4]:
rmin ≈ 0.91 · (CSλ 3 ) 1
4 ≈ 3, 2 ˚A mit CS ≈ 1, 0 mm und λ ≈ 2, 5 · 10 −12 m (3.10)
Als praktisch erreichbare Auflösung für das JEM2011 FasTEM ergibt sich für rmin mit CS ≈
1, 0 mm und λ ≈ 2, 5 · 10 −12 m ein Auflösungsvermögen von ca 3, 2 · 10 −10 m. Dieser Wert liegt
um 2 Größenordnungen über dem der theoretischen Auflösung von ≈ 1, 5 × 10−12 (Kap. 2.1)
Das JEM2011 FasTEM ist aufgrund von fehlerausgleichenden Korrekturmöglichkeiten mit
einer Auflösung von 2,3 ˚A spezifiziert [14].
3.4 Abbildung des Elektronenstrahls
Aufgrund der Bauweise des TEM ist es nicht möglich, den Elektronenstrahl direkt zu sehen.
Deshalb müssen Hilfsmittel verwendet werden, um den Elektronenstrahl nach Durchgang
durch die Probe und Nachvergrößerung für den Betrachter sichtbar zu machen.
3.4.1 Fluoreszenzschirm
Ein Fluoreszenzschirm ist eine mit ZnS (Zinksulfid) beschichtete Platte. Trifft ein Elektronenstrahl
auf das ZnS emittiert dieses in Verbindung mit speziellen im in der ZnS-Schicht