Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005 - lamp.tugraz.at

M30: Rastertransmissionselektronenmikroskopie (STEM)
a) b)
Abbildung 3:
STEM-Bilder von Titanoxid-Partikeln in einer Niob-Matrix. Während in Hellfeldbetrachtung (a) Beugungskontraste
dominieren, kann die örtliche Variation der mittleren Ordnungszahl im HAADF-Bild (b) eindeutig
sichtbar gemacht werden.
STEM-Detektoren abgebildet, wobei durch den
auf die Probe fokussierten Strahl ein konvergentes
Beugungsbild (CBED) zu beobachten ist (Abb. 1).
Die Größe des abgerasterten Bereiches definiert die
Vergrößerung, die umso höher ist, je kleiner dieser
Bereich wird. Die räumliche Auflösung wird durch
den Strahldurchmesser bestimmt, der im Bereich
0,2 nm und kleiner liegen kann.
elastischer Streuung am Atomkern in größere Winkel
gestreut werden, können mit einem ringförmigen
HAADF-Detektor registriert werden (Abb. 2b).
Da die Streuwinkel u.a. mit der Kernladungszahl
(Z-Abhängigkeit) zunehmen, besteht mit diesem
Grundsätzlich kann zwischen verschiedenen
Detektoranordnungen und Detektortypen
unterschieden werden, die sich in der winkelabhängigen
Selektion der gestreuten Elektronen
unterscheiden (Abb. 1). Als wichtigste finden der
On-axis-Hellfeld(bright-field, BF)- und der Weitwinkel-Dunkelfeld(high-angle
annular dark-field,
HAADF)-Detektor Verwendung. Am kreisförmigen
Hellfeld-Detektor werden überwiegend in kleine
Winkel gestreute (elastische) Elektronen detektiert,
wodurch Beugungskontraste wie Biege- und
Dickenkonturen erhalten und Kristallstrukturparameter
abgeleitet werden können (Abb. 2a, 3a).
Elektronen, die hingegen als Folge inkohärenter
Abbildung 4:
Hochaufgelöstes HAADF-STEM-Bild
einer Siliziumeinkristallprobe in [110]-
Orientierung.
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Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005