REM

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Rasterelektronenmikroskop (REM)

Das REM ist ein Gerät zur Oberflächenstrukturanalyse von Feststoffen und zur Charakterisierung pulverförmiger Proben, das im Bereich der Baustoffe weit verbreiteten Einsatz findet. Die Rasterelektronenmikroskopie ist eine bildgebende Methode, bei der ein gebündelter Elektronenstrahl zeilenweise über die Probenoberfläche geführt wird. Das Auflösungsvermögen eines Lichtmikroskops ist aufgrund der vorgegebenen Wellenlänge des sichtbaren Lichts (400-800 nm) beschränkt. Die Wellenlänge von Elektronen ist von deren Energie und somit von der Spannung, mit der die Elektronen beschleunigt werden, abhängig. Bei einer Beschleunigungsspannung von 25 kV beträgt die Wellenlänge der Elektronen circa 0,008 nm. Durch die sehr kleine Numerische Apertur kann im REM eine große Schärfentiefe bei gleichzeitig hohen Vergrößerungen, im Vergleich zu Lichtmikroskopen, erreicht werden.

 

 

Am Zeiss EVO LS15 werden über thermische Emission in einem variablen Druckbereich (10 - 3000 Pa) an der LaB6-Kathode Elektronen erzeugt, gebündelt und durch eine zwischen Kathode und Anode anliegende Hochspannung beschleunigt. Mit Hilfe elektromagnetischer Linsen wird der Elektronenstrahl auf die Probe fokussiert. Ein Ablenkgenerator sorgt mit Hilfe von Ablenkspulen für eine zeilenweise Abtastung der Oberfläche mit dem Strahl. Die auf die Probe einfallenden Primärelektronen wechselwirken auf elastische und inelastische Weise mit dem Probenmaterial, wodurch Sekundärsignale entstehen. Für die Bildgebung werden vor allem Sekundär- und Rückstreuelektronen, die von entsprechenden Detektoren in elektrische Signale umgewandelt werden, benutzt. Die Helligkeitsdarstellung in jedem Bildpunkt ist direkt proportional zu dem ankommenden Signal am Detektor. Grundsätzlich können bei der Abbildung von Oberflächen zwei Kontrastarten unterschieden werden. Zum einen der Materialkontrast, der durch die Rückstreuelektronen detektiert werden kann. Hierbei erscheinen Bereiche mit höherer Ordnungszahl (schwere Elemente) aufgrund eines höheren Rückstreukoeffizienten heller als Bereiche mit niedrigerer Ordnungszahl (leichte Elemente). Zum Zweiten kann durch Detektion der im nahen Oberflächenbereich entstehenden Sekundärelektronen ein Topographiekontrast dargestellt werden, der zusammen mit der hohen Schärfentiefe einen dreidimensionalen Eindruck der Bilder verschafft. Bei der energiedispersiven Röntgenanalyse (EDX) kann als weiteres Sekundärsignal die charakteristische Röntgenstrahlung der Atome für eine chemische Elementanalyse der Probenoberfläche genutzt werden.

 

Gerätebeschreibung

Gerätebezeichnung: EVO LS 15
Hersteller Zeiss
Spannung: 0,2 kV - 30 kV
Vergrößerung: < 5 - 1.000.000 x
Kathode: LaB6
Detektoren: SE, BSE, EDX  
Auflösung: 3,5 Nm (bei 30 kV), SEI mode
Maximale Probenhöhe: 145 mm

 

 

 

 

 

 

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