ASAXS - Helmholtz-Zentrum Berlin

Rückgestreute
Elektronen (EBSD)
Auger-Elektronen
Probe
Elastisch gestreute
Elektronen
e -
(E = keV-MeV)
e -
Sekundärelektronen (SE)
4.2 Mikroskopische Methoden
Charakteristische
Röntgenstrahlung (EDX)
Inelastisch gestreute
Elektronen
Sichtbares Licht
Abbildung 4.5: Dargestellt sind die möglichen Signale, die durch Wechselwirkung von einem
hochenergetischen Elektronenstrahl mit einer dünnen Probe entstehen können.
Moderne TEM-Instrumente können die meisten dieser Signale detektiert. Die
dargestellten Richtungen entsprechen in guter Näherung der Richtung mit der
höchsten Signalstärke. Die Elektronen bewegen sich in einem rein zufälligen
zickzackartigen Weg durch die Probe. Grund dafür sind die verschiedenen
Wechselwirkungskanäle.
Lokale Variationen dieser Parameter innerhalb einer Probe führen infolge dessen zu einem
Kontrast für die zugrunde liegenden Bereiche der Probe. Der Streuabsorptionskontrast findet
in allen Proben statt, wohingegen der Beugungskontrast ausschließlich in kristallinen Spezies
auftritt. Der Beugungskontrast entsteht durch die Beugung von Elektronen an den Netzebenen
kristalliner Proben nach dem Braggschen Gesetz
nλ = 2d sin(θ). (4.5)
Wobei n die Beugungsordnung, d der Netzebenenabstand, λ die Wellenlänge der Elektronen
und θ der Beugungswinkel sind. Der Beugungskontrast entsteht, wenn es innerhalb einer Probe
sowohl kristalline als auch amorphe Bereiche existieren oder wenn es Kristallfehler wie Punktdefekte,
Versetzungen oder Korngrenzen gibt. Diese Phänomene führen zu einer Änderung der
Parameter in Gleichung (4.5) und infolge dessen zu einer Änderung des Kontrastes.
Zusätzlich zu der Vorwärtsstreuung treten weitere Prozesse auf. In Abb. 4.5 ist eine Übersicht
der möglichen Prozesse dargestellt. Die meisten Signale (Auger-Elektronen, Sekundärelektronen,
charakteristische Röntgenstrahlung) entstehen infolge einer Ionisierung der Atome
in der Probe. Die Aufzeichnung dieser sogenannten sekundären Signale liefern zusätzliche Informationen
über lokale Eigenschaften der Probe, wie die chemische Zusammensetzung oder
die Topografie.
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