// Rasterelektronenmikroskopie

Die Rasterelektronenmikroskopie (REM) bietet herausragende Möglichkeiten, vielfältige Materialeigenschaften auf mikroskopischer Ebene bis hinunter zu Strukturen von wenigen Nanometern zu untersuchen. Am ZSW liefert ein CrossBeam 550 der Firma Carl Zeiss hochauflösende Bilder. Das Gerät hat eine Schottky-Feldemissionskathode zur Abbildung der Oberflächenbeschaffenheit (Morphologie) der Proben im Mikro- bis Nanometer-Bereich. Eine hervorragende Elektronenoptik auch für kleine Beschleunigungsspannungen ermöglicht die Abbildung von wenig leitfähigen Proben. Zusätzlich verfügt das CrossBeam über eine FIB-Einheit (Focussed Ion Beam), mit deren Hilfe die Probe gezielt mittels eines fokussierten Ga-Ionenstrahls abgetragen oder spezifische Materialien (typischerweise Pt oder C) deponiert werden können. Mehrere Detektionsmöglichkeiten werden zur Abbildung genutzt. Ein EDX-System (energiedispersive Röntgenmikroanalyse) der Firma Oxford Instruments wertet die durch den Elektronenstrahl angeregten charakteristische Röntgenstrahlen aus, die eine eindeutige chemische Elementbestimmung ermöglichen. Auf diese Weise können hochaufgelöste Abbildungen der chemischen Zusammensetzung einer Probe aufgenommen werden. Eine Besonderheit des Systems ist die Integration eines Kryo-Tisches, der es ermöglicht, die Probe mit Stickstoff auf -160°C zu kühlen und somit Veränderungen der Proben durch den Elektronen- oder Ionenstrahl zu vermeiden.

Anwendungsgebiete

• Morphologie und chemische Zusammensetzung von Oberflächenbeschichtungen
• Schichtdicke und Schichtaufbau
• Kornstruktur, Korngrößen und Bruchflächen von Metallen, Halbleitern, Keramiken
• Laterale Elementverteilungsbilder
• Größe und Art von Einschlüssen, Präzipitaten und Fremdphasen in dünnen Schichten
• Form, Größe und chemische Zusammensetzung von Partikeln, Abriebteilchen, Rückständen, Belägen
• Porosität von Membranen
• Schadensursachen (durch Abrieb, Korrosion, Abbrand, Verschweißen, mechanisches Versagen)
• Auf Mikrometerskala lokale Herstellung von Querschnitten oder Lamellen mittels FIB

Ausstattung

• Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop CrossBeam 550 von Carl Zeiss Microscopy GmbH
• EDX-Röntgendetektor UltimMax 100 mm2 von Oxford Instruments
• FIB-Einheit Ion-Sculptor Zeiss
• Kryo-Stage  Quorum PP3005 SEMCool