REM (Rasterelektronenmikroskop): Was ist damit gemeint?

Mikroskop (engl. SEM), das die Probenoberfläche mit einem fein fokussierten Elektronenstrahl abrastert und die austretenden Sekundär- und Rückstreuelektronen detektiert, um die Oberflächengestalt und Unterschiede in der Zusammensetzung abzubilden.

Japanische Bezeichnung: SEM(走査電子顕微鏡)

„REM (Rasterelektronenmikroskop)“ kommt in 4 Übungsfragen aus 2 Themen vor, darunter Werkstoffanalytik (REM, TEM, XRD, XPS), Bruchmechanik und Ermüdung.

Fachgebiet: Werkstoffanalytik (REM, TEM, XRD, XPS)

Selbst ausprobieren: Fragen zu REM (Rasterelektronenmikroskop)

Welche Aussage über Sekundärelektronen- und Rückstreuelektronenbilder im REM trifft zu?

  1. ASekundärelektronen bilden vor allem die Oberflächentopografie ab, Rückstreuelektronen Unterschiede der Zusammensetzung (Ordnungszahl)
  2. BSekundärelektronenbilder zeigen vor allem Unterschiede der Ordnungszahl, Rückstreuelektronenbilder vor allem die Oberflächentopografie
  3. CSekundär- und Rückstreuelektronen treten gleichermaßen aus einigen µm Tiefe aus, daher zeigen beide Bilder dasselbe
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Lösung: A. Sekundärelektronen bilden vor allem die Oberflächentopografie ab, Rückstreuelektronen Unterschiede der Zusammensetzung (Ordnungszahl)

Sekundärelektronen sind niederenergetische Elektronen von höchstens 50 eV und können nur aus wenigen nm Tiefe unter der Oberfläche austreten. Sie werden daher stark von Neigung, Topografie und Kanten der Oberfläche beeinflusst und liefern Bilder der Oberflächengestalt mit räumlicher Wirkung. Rückstreuelektronen sind Primärelektronen, die an den Atomen der Probe zurückgestreut wurden; sie sind energiereich und stammen aus tieferen Bereichen. Ihre Ausbeute steigt mit der Ordnungszahl, sodass Materialkontrastbilder entstehen, in denen Bereiche schwerer Elemente hell erscheinen. Die Aussage, das Sekundärelektronenbild zeige die Ordnungszahl und das Rückstreuelektronenbild die Topografie, vertauscht die Rollen der beiden, und auch die Annahme gleicher Austrittstiefen ist falsch. In der Fehleranalyse werden beide Bilder verglichen, um Fremdpartikel und Ausscheidungen zu finden.

Welcher Vergleich von EDX (energiedispersiv) und WDX (wellenlängendispersiv) zur Analyse charakteristischer Röntgenstrahlung im REM und in der ESMA (Elektronenstrahl-Mikroanalyse) trifft zu?

  1. ADa EDX ohne Analysatorkristall auskommt, hat es die höhere Energieauflösung und trennt überlappende Peaks leichter
  2. BWDX hat die höhere Energieauflösung, während EDX viele Elemente gleichzeitig in kurzer Zeit messen kann
  3. CWDX misst alle Elemente gleichzeitig mit einem Detektor, ohne den Kristall zu bewegen, und ist daher schneller als EDX
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Lösung: B. WDX hat die höhere Energieauflösung, während EDX viele Elemente gleichzeitig in kurzer Zeit messen kann

EDX misst die Energie der Röntgenquanten direkt mit einem Halbleiterdetektor, erfasst daher die Peaks aller Elemente gleichzeitig in kurzer Zeit und lässt sich einfach an ein REM anbauen. Die Energieauflösung beträgt jedoch nur etwa 130 eV, sodass nahe beieinanderliegende Peaks wie Si Kα und W Mα oder S Kα und Mo Lα schwer zu trennen sind. WDX wählt die Wellenlänge durch Bragg-Reflexion an Analysatorkristallen aus; seine Auflösung ist mit etwa 10 eV um eine Größenordnung besser, und es eignet sich auch besser zum Nachweis von Spurenelementen und für eine genaue Quantifizierung. Da der Winkel des Analysatorkristalls jedoch für jedes Element durchgefahren werden muss, dauert die Messung länger. Die Aussagen, EDX habe die höhere Auflösung bzw. WDX sei schneller, vertauschen die Eigenschaften der beiden.

„REM (Rasterelektronenmikroskop)“ in den Erläuterungen

Fragen, in denen „REM (Rasterelektronenmikroskop)“ vorkommt (4)

  1. Welche Aussage über Sekundärelektronen- und Rückstreuelektronenbilder im REM trifft zu?
  2. Welcher Vergleich von EDX (energiedispersiv) und WDX (wellenlängendispersiv) zur Analyse charakteristischer Röntgenstrahlung im REM und in der ESMA (Elektronenstrahl-Mikroanalyse) trifft zu?
  3. Welche Zuordnung eines Merkmals der Bruchfläche im Rasterelektronenmikroskop zur Bruchart ist richtig?
  4. Welche Aussage über die Informationstiefe der XPS (Röntgen-Photoelektronenspektroskopie) und die damit gewonnenen Informationen trifft zu?

Verwandte Begriffe

EDX (energiedispersive Röntgenspektroskopie) XPS (Röntgen-Photoelektronenspektroskopie) Auslöschungsregeln Bragg-Gleichung Scherrer-Gleichung SIMS (Sekundärionen-Massenspektrometrie) XRD (Röntgenbeugung)

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