Diplomarbeit - Institut für Halbleiter

3.6. FUNKTIONSWEISE EINES TEM 47
Um eine Verschmutzung der Probe durch Ablagerungen aus dem Restgas in der Säule
(insbesondere Kohlenstoff aus H-C-Verbindungen, siehe Kapitel 5.7) zu schützen, wird eine
sogenannte Kühlfalle eingesetzt. Der Bereich rund um Probe wird mit flüssigem Stickstoff
(T ≈ 77K ≈ −200 £ ) gekühlt. Gasmoleküle frieren dort aus und können damit die Probe
nicht mehr verschmutzen. Nach dem Mikroskopieren und Entfernen des Probenhalters aus der
Säule wird die Kühlfalle ausgeheizt. Die an der Kühlfalle festgefrorenen Gasteilchen werden
wieder freigesetzt und über das Pumpensystem aus der Säule entfernt.
3.6 Funktionsweise eines TEM
In einem TEM werden die aus dem Filament emittierten Elektronen beschleunigt und zu ei-
nem nahezu parallelen Strahl aus möglichst kohärenten Elektronen zusammengefasst. Dieses
Bündel aus Elektronen durchdringt die Probe und wird über ein Linsensystem abgebildet. Der
Elektronenstrahl beinhaltet nach dem Durchgang durch die Probe, aufgrund einer Vielzahl
von Wechselwirkungsprozessen zwischen dem Strahl und den Atomen der Probe, Information
über die innere Struktur der Probe. Je nach Abbildungsbedingung kann entweder die Infor-
mation über die in der Probe verteilten Elemente und Verbindungen, oder die Information
über deren kristalline Struktur und Orientierung abgebildet werden.
3.6.1 Aufbau eines TEM
Grundsätzlich besteht ein TEM aus drei Bereichen:
1. Elektronenstrahlerzeugung mit dem Kondensorsystem
2. Probenhalter mit dem Objektivlinsensystem
3. Abbildungssystem mit Betrachtungsschirm und Photo- oder CCD-Kamera
Die drei genannten Bereiche bestehen aus einer Anzahl von Linsen, Blenden und Ablenkspu-
len. Abbildung 3.14 zeigt einen Querschnitt durch das JEM 2011 von JEOL, mit dem ich
während meiner Diplomarbeit mikroskopierte.
3.6.2 Das Kondensorsystem
Aufgabe des Kondensorsystems ist es, einen möglichst parallelen Elektronenstrahl zu er-
zeugen, welcher die Probe durchdringt. Wie schon in Kapitel 3.2.2 ausgeführt, werden die