Adsorbat-modifiziertes Wachstum ultradünner Seltenerdoxid ... - E-LIB

2 Grundlagen und Messmethoden
Ergebnisse zu gering, um eine manuelle zeitlich äußerst aufwendige Auswertung zu
rechtfertigen. Aus diesem Grund wurde für eine schnellere und effektivere Bestimmung
der Sekundärsignalverläufe auf das Programm swan zurückgegriffen und die
Photoelektronenspektren mit Hilfe von Gauß-Funktionen und einem linearen Untergrundabzug
angepasst. Für den Wert von f c und Φ c wurde dabei im Falle von Cer
der Sekundärsignalverlauf des Summenspektrums v’ + v 0 herangezogen.
2.6 Niederenergetische Elektronenmikroskopie
In diesem Abschnitt wird auf die Methodiken, die ein SPELEEM-Instrument (spectroscopic
photoemission and low-energy electron microscope) zur Verfügung stellt,
eingegangen. Dabei ermöglicht es die niederenergetische Elektronenmikroskopie aufgrund
der Verwendung von niederenergetischen Elektronen und der daraus resultierenden
Oberflächensensitivität, Prozesse auf der Oberfläche von leitenden Festkörpern
mit einer lateralen Auflösung von ca. 10 nm in Videorate (etwa 15 Bilder
pro Sekunde) zu verfolgen. Im Modus der niederenergetischen Elektronenbeugung
(LEED) kann das Mikroskop den reziproken Raum abbilden und damit unter anderem
Aufschluss über die Periodizität der kristallinen Oberfläche liefern. Weiterhin
ist es durch die Verwendung von Synchrotronstrahlung möglich, die Oberfläche unter
Verwendung von Photoelektronen im Realraum abzubilden ((x-ray photoemission
electron microscope, XPEEM)). Dadurch ist es möglich, die chemische Zusammensetzung
der Oberfläche im Realraum mit einer lateralen Auflösung von derzeit maximal
30 nm [105] zu bestimmen und chemische Reaktionen auf der Oberfläche in-situ zu
verfolgen. Darüber hinaus können die Photoelektronen im XPEEM-Modus nicht nur
zur Mikroskopie verwendet werden, sondern durch die Abbdildung der dispersiven
Ebene des hemisphärischen Energieanalysators auch zur Photoelektronenspektroskopie
herangezogen werden. Im Folgenden wird auf die einzelnen Messmodi des
SPELEEM-Instruments eingegangen. Eine sehr detaillierte Beschreibung findet sich
in [57, 106–110], an denen sich die folgenden Darstellungen orientieren.
Zunächst wird der schematische Aufbau des SPELEEM-Instruments, welcher in
Abb. 2.21 dargestellt ist, erläutert. Prinzipiell entspricht der Aufbau dem eines
Transmissionselektronenmikroskops (TEM). Der hauptsächliche Unterschied besteht
darin, dass bei der niederenergetischen Elektronenmikroskopie die Probe nicht mit
Hilfe von hochenergetischen Elektronen durchstrahlt wird, sondern die Elektronen
an der Probenoberfläche bei niedrigen kinetischen Energien reflektiert werden. Dazu
werden in der Elektronenkanone Elektronen aus einem Lanthanhexaborid-Kristall
(LaB 6 ) thermisch emittiert und auf 20 keV beschleunigt, um durch die höhere kinetische
Energie die Empfindlichkeit des Elektronenstrahls gegenüber Linsenfehlern
und dem Erdmagnetfeld und der daraus resultierenden Ablenkung zu minimieren.
Durch Kondensorlinsen und Stigmatoren wird eine optimale Probenbeleuchtung,
die durch eine Beleuchtungsblende mit verschieden großen Öffnungen im Durchmesser
beschränkt werden kann, erreicht und ein eventuell auftretender Astigmatismus
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