Raster-Elektronenmikroskopie by L. ReimerRaster-Elektronenmikroskopie by L. Reimer

Raster-Elektronenmikroskopie

byL. Reimer, G. Pfefferkorn

Paperback | June 1, 1977 | German

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Title:Raster-ElektronenmikroskopieFormat:PaperbackPublished:June 1, 1977Publisher:Springer Berlin HeidelbergLanguage:German

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ISBN - 10:3540081542

ISBN - 13:9783540081548

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Table of Contents

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.