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Raster-Elektronenmikroskopie

  • Kartonierter Einband
  • 300 Seiten
1. 1. Prinzipielle Wirkungsweise und Betriebsarten eines Raster-Elektron- mikroskopes (SEM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... Weiterlesen
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Beschreibung

1. 1. Prinzipielle Wirkungsweise und Betriebsarten eines Raster-Elektron- mikroskopes (SEM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 . . 1. 2. Vergleich des Raster-Elektronenmikroskopes mit dem Lichtmikroskop und Transmissions-Elektronenmikroskop . . . . . . . . . . . . . 3 1. 3. Vergleich des Raster-Elektronenmikroskopes mit anderen Elektron- strahlgeraten . . . . . . . . . . . . . . 9 Literatur zu 1 . . . . . . . . . . . . . . . 14 Monographien, Tagungsbande und Bibliographien 14 2. Wechselwirkung Elektron-Materie 2. 1. Einleitung 16 2. 2. Elektronenstreuung am Einzelatom 17 2. 2. 1. Elastische Streuung . . . . 17 2. 2. 2. Unelastische Streuung 18 2. 3. Streuung in einer durchstrahlbaren Schicht 21 2. 3. 1. Winkelverteilung gestreuter Elektronen 21 2. 3. 2. Transmission als Funktion der Beobachtungsapertur 23 2. 3. 3. Ortsverteilung gestreuter Elektronen . 24 2. 3. 4. Energieverteilung gestreuter Elektronen 25 2. 4. Elektronendiffusion in kompaktem Material 28 2. 4. 1. Transmission und Reichweite 28 2. 4. 2. Ausdehnung der Diffusionswolke . . 31 2. 4. 3. Ionisationsdichte und Tiefendosiskurve 33 2. 5. Ruckstreuung und Sekundarelektronen-Emission 34 2. 5. 1. Definition und Messung dieser GraBen . . 34 2. 5. 2. Ruckstreukoeffizient einer dunnen Schicht, Austrittstiefe 36 2. 5. 3. Ruckstreukoeffizient von kompaktem Material . . . . 37 2. 5. 4. Richtungs-und Energieverteilung ruckgestreuter Elektronen 40 2. 5. 5. Ausbeute, Energie und Austrittstiefe der Sekundarelektronen 41 2. 5. 6. Beitrag der ruckgestreuten Elektronen zur Sekundarelektron- ausbeute . . . . . . . . . . . . . . . 45 2. 5. 7. Rauschen der Sekundarelektronenemission . . . . . . . . . 45 VIII Inhalt 2. 6. Ausbreitung der Elektronen in Kristallen . . . . 47 2. 6. 1. Das Elektronenwellenfeld in einem Kristall 47 2. 6. 2. Beugung in Transmission . . . . . . . . 51 2. 6. 3. EinfluB der Beugung auf die Riickstreuung . 54 Literatur zu 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 3.

Inhalt

1. Einleitung.- 1.1. Prinzipielle Wirkungsweise und Betriebsarten eines Raster-Elektronen-mikroskopes (SEM).- 1.2. Vergleich des Raster-Elektronenmikroskopes mit dem Lichtmikroskop und Transmissions-Elektronenmikroskop.- 1.3. Vergleich des Raster-Elektronenmikroskopes mit anderen Elektronen-Strahlgeräten.- Literatur zu § 1.- Monographien, Tagungsbände und Bibliographien.- 2. Wechselwirkung Elektron-Materie.- 2.1. Einleitung.- 2.2. Elektronenstreuung am Einzelatom.- 2.2.1. Elastische Streuung.- 2.2.2. Unelastische Streuung.- 2.3. Streuung in einer durchstrahlbaren Schicht.- 2.3.1. Winkelverteilung gestreuter Elektronen.- 2.3.2. Transmission als Funktion der Beobachtungsapertur.- 2.3.3. Ortsverteilung gestreuter Elektronen.- 2.3.4. Energieverteilung gestreuter Elektronen.- 2.4. Elektronendiffusion in kompaktem Material.- 2.4.1. Transmission und Reichweite.- 2.4.2. Ausdehnung der Diffusionswolke.- 2.4.3. Ionisationsdichte und Tiefendosiskurve.- 2.5. Rückstreuung und Sekundärelektronen-Emission.- 2.5.1. Definition und Messung dieser Größen.- 2.5.2. Rückstreukbeffizient einer dünnen Schicht, Austrittstiefe.- 2.5.3. Rückstreukoeffizient von kompaktem Material.- 2.5.4. Richtungs- und Energieverteilung rückgestreuter Elektronen.- 2.5.5. Ausbeute, Energie und Austrittstiefe der Sekundärelektronen.- 2.5.6. Beitrag der rückgestreuten Elektronen zur Sekundärelektronenausbeute.- 2.5.7. Rauschen der Sekundärelektronenemission.- 2.6. Ausbreitung der Elektronen in Kristallen.- 2.6.1. Das Elektronenwellenfeld in einem Kristall.- 2.6.2. Beugung in Transmission.- 2.6.3. Einfluß der Beugung auf die Rückstreuung.- Literatur zu § 2.- 3. Elektronenoptik, Aufbau und Funktion des Raster-Elektronenmikroskopes.- 3.1. Elektronenoptische Grundlagen.- 3.1.1. Elektronenstrahlerzeugung.- 3.1.2. Elektronenlinsen.- 3.1.3. Linsenfehler.- 3.1.4. Kleinster Durchmesser der Elektronensonde.- 3.1.5. Optimale Elektronenenergie.- 3.2. Abrasterung und Fokussierung.- 3.2.1. Erzeugung des Rasters.- 3.2.2. Schärfentiefe.- 3.2.3. Fokussierung und Astigmatismuskorrektur.- 3.3. Objektveränderungen durch Elektronenbeschuß.- 3.3.1. Kontamination.- 3.3.2. Objekterwärmung.- 3.3.3. Strahlenschäden.- 3.3.4. Aufladungserscheinungen.- 3.3.5. Beeinflussung integrierter Schaltungen durch den Elektronenstrahl.- 3.4. Objektkammer und Detektoren.- 3.4.1. Objekthalterung und-manipulation.- 3.4.2. Direkte Elektronenstrommessung.- 3.4.3. Szintillator-Photomultiplier-Kombination.- 3.4.4. Kanal-Sekundärelektronenvervielfacher.- 3.4.5. Halbleiter-Detektoren.- 3.4.6. Einfluß der Proben-Detektor-Geometrie.- 3.5. Elektronik und Bildaufzeichnung.- 3.5.1. Elektronische Signalverarbeitung.- 3.5.2. Einfluß der Zeilenstruktur auf das Bild.- 3.5.3. Aufzeichnung dynamischer Vorgänge.- 3.6. Spezielle Techniken der Raster-Elektronenmikroskopie.- 3.6.1. Spiegel-Raster-Elektronenmikroskopie.- 3.6.2. Mikrominiaturisierung mit einem Raster-Elektronenmikroskop.- Literatur zu § 3.- 4. Abbildung mit Sekundär-, Rückstreuelektronen und Probenströmen.- 4.1. Oberflächentopographie.- 4.1.1. Kontrast durch Flächenneigung (Reliefkontrast).- 4.1.2. Kontrast durch Abschattung.- 4.1.3. Kontrast durch erhöhte Emission an Kanten und durchstrahlbaren Objektstrukturen.- 4.2. Materialkontrast.- 4.2.1. Kontrast durch Variation des Rückstreukoeffizienten.- 4.2.2. Probenstrombild.- 4.3. Auflösungsgrenze und Informationstiefe.- 4.3.1. Auflösungsgrenze mit Sekundärelektronen.- 4.3.2. Abhängigkeit des Informationsvolumens von der Elektronenenergie.- 4.3.3. Verbesserung der Auflösung mit Rückstreuelektronen.- 4.4. Channelling-Diagramme und Kristallorientierungskontrast.- 4.4.1. Erzeugung der Channelling-Diagramme.- 4.4.2. Geometrie und Intensität der Channelling-Diagramme.- 4.4.3. Anwendung von Channelling-Diagrammen.- 4.4.4. Kristallorientierungskontrast.- 4.5. Abbildung und Messung elektrischer Potentiale.- 4.5.1. Entstehung des Potentialkontrastes im Sekundärelektronenbild.- 4.5.2. Quantitative Potentialmessung.- 4.5.3. Potentialkontrast integrierter Halbleiterschaltungen.- 4.5.4. Stroboskopische Methoden.- 4.5.5. Potentialkontrast von piezoelektrischen und ferroelektrischen Kristallen.- 4.6. Abbildung und Messung magnetischer Objektfelder.- 4.6.1. Beeinflussung der Sekundärelektronen durch magnetische Streufelder (magnetischer Kontrast Typ I).- 4.6.2. Beeinflussung der Rückstreuelektronen durch interne Magnetfelder (magnetischer Kontrast Typ II).- 4.6.3. Ablenkung der Primärelektronen in magnetischen Feldern.- 4.7. Abbildung mit internen Probenströmen und elektromotorischen Kräften.- 4.7.1. Erzeugung und Trennung von Ladungsträgern in Halbleitern.- 4.7.2. Abbildung von pn-Übergängen.- 4.7.3. Abbildung von Kristallbaufehlern.- 4.7.4. Messung von Halbleiterkonstanten.- 4.7.5. Abbildung von Widerstandsinhomogenitäten.- Literatur zu §4.- 5. Raster-Transmissions-Elektronenmikroskopie.- 5.1. Spezielle Eigenschaften der Rastertransmission.- 5.1.1. Das Reziprozitätsprinzip.- 5.1.2. Vorteile des Rasterprinzips in der Transmission.- 5.2. Realisierung des Transmissionsbetriebes.- 5.2.1. Transmission in einem Raster-Elektronenmikroskop.- 5.2.2. Rasterzusatz in einem Transmissions-Elektronenmikroskop.- 5.2.3. Das Raster-Transmissions-Elektronenmikroskop nach Crewe.- 5.2.4. Raster-Elektronenmikroskopie mit hohen Spannungen.- 5.3. Anwendung der Raster-Transmissions-Elektronenmikroskopie.- 5.3.1. Durchstrahlung dicker Objektschichten.- 5.3.2. Elektronenbeugung im Raster-Transmissionsbetrieb.- 5.3.3. Abbildung kristalliner Objekte.- Literatur zu § 5.- 6. Elementanalyse und Abbildung mit emittierten Quanten und Augerelektronen.- 6.1. Grundlagen der Röntgenemission.- 6.1.1. Die Röntgenbremsstrahlung.- 6.1.2. Das Linienspektrum.- 6.1.3. Absorption der Röntgenstrahlung.- 6.2. Wellenlängen- und energiedispersive Röntgenanalyse.- 6.2.1. Wellenlängendispersive Methode mit Kristallmonochromator.- 6.2.2. Proportionalzählrohr für Wellenlängen- und energiedispersive Analyse.- 6.2.3. Si(Li)-Detektor für energiedispersive Analyse.- 6.2.4. Vor- und Nachteile der weilenlängen- und energiedispersiven Methoden für die Raster-Elektronenmikroskopie.- 6.3. Grundlagen der Röntgenmikroanalyse.- 6.3.1. Auflösung und Tiefeninformation.- 6.3.2. Methoden der quantitativen Röntgenmikroanalyse.- 6.3.3. Begrenzung der Analyse durch die Zählstatistik.- 6.4. Ausnutzung der Beugung und Absorption der Röntgenstrahlung.- 6.4.1. Kossel-Diagramme.- 6.4.2. Röntgenprojektionsmikroskopie.- 6.5. Andere Verfahren der Elementanalyse.- 6.5.1. Röntgenfluoreszenzanalyse im Rastermikroskop.- 6.5.2. Augerelektronen- (AES) und Sekundärionenmassenspektroskopie (SIMS).- 6.5.3. Energieverlustspektroskopie mit transmittierten Elektronen.- 6.6. Kathodolumineszenz.- 6.6.1. Entstehung der Kathodolumineszenz.- 6.6.2. Apparative Grundlagen der Kathodolumineszenz.- 6.6.3. Kathodolumineszenz von anorganischen Objekten und Halbleitern.- 6.6.4. Kathodolumineszenz organischer und biologischer Objekte.- Literatur zu § 6.- 7. Auswertemethoden rasterelektronenmikroskopischer Aufnahmen.- 7.1. Ermittlung der dreidimensionalen Struktur.- 7.1.1. Übersicht der Stereomethoden.- 7.1.2. Messung der Parameter und experimentelle Grenzen in Stereo-Bildpaaren.- 7.1.3. Visuelle Betrachtung von Stereo-Bildpaaren.- 7.2. Stereometrie.- 7.3. Optische Transformationen.- Literatur zu § 7.- 8. Präparation.- 8.1. Einleitung.- 8.2. Präparatmontage und Oberflächenvorbereitung.- 8.2.1. Präparatmontage.- 8.2.2. Oberflächenvorbereitung.- 8.3. Stabilisierung der Objekte.- 8.3.1. Übersicht der Methoden.- 8.3.2. Fixierung.- 8.3.3. Entwässerung und Lufttrocknung.- 8.3.4. Kritische-Punkt-Trocknung (CPD).- 8.3.5. Gefrierschock und Gefriertrocknung.- 8.3.6. Kühltischmethode.- 8.4. Kleine Teilchen und durchstrahlbare Präparate.- 8.5. Abdruckverfahren.- 8.5.1. Oberflächenabdrücke.- 8.5.2. Injektionsabdrücke.- 8.6. Vermeidung von Aufladungen.- 8.6.1. Hochvakuumbedampfung.- 8.6.2. Kathodenzerstäubung.- 8.6.3. Antistatika.- 8.6.4. Behandlung mit OsO4.- 8.7. Erweiterung der Bildinformation.- 8.7.1. Schrägbedampfung.- 8.7.2. Chemische Kontrastierung und histochemische Methoden.- 8.7.3. Trocken- und Gefrierbruch biologischer Objekte.- 8.7.4. Chemische Ätzung.- 8.7.5. Ionenätzung.- 8.7.6. Mechanische Deformation und Fraktographie.- 8.7.7. Präparate mit ebener Untersuchungsfläche.- Literatur zu § 8.

Produktinformationen

Titel: Raster-Elektronenmikroskopie
Autor:
EAN: 9783540081548
ISBN: 978-3-540-08154-8
Format: Kartonierter Einband
Herausgeber: Springer Berlin Heidelberg
Genre: Nichtklinische Fächer
Anzahl Seiten: 300
Gewicht: 523g
Größe: H244mm x B171mm x T20mm
Jahr: 1977
Auflage: 2., neubearbeitete und erweiterte Aufl

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