Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005 - lamp.tugraz.at
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Methoden<br />
M11: Energiefilterungs-Transmissionselektronenmikroskopie<br />
M11: Energiefilterungs-Transmissionselektronenmikroskopie<br />
(EFTEM)<br />
Durch Kombin<strong>at</strong>ion eines Transmissionselektronenmikroskops<br />
(TEM) mit einem abbildenden Energiefilter<br />
entsteht das Energiefilterungs-TEM, kurz<br />
EFTEM, mit dem die Verteilung <strong>der</strong> chemischen<br />
Elemente in einer Probe mit hoher l<strong>at</strong>eraler Auflösung<br />
gemessen werden kann. Im EFTEM wird eine<br />
dünne Probe mit hochenergetischen Elektronen<br />
bestrahlt und das vergrößerte Bild in ein magnetisches<br />
Prisma gelenkt, das die Elektronen in Bezug<br />
auf ihre Energieverluste auftrennt (EELS-Spektrum).<br />
Mit Hilfe eines energiewählenden Spalts lässt sich<br />
ein bestimmter Bereich des Spektrums auswählen<br />
und mit einer elektronenoptischen Einheit auf den<br />
CCD-Detektor lenken. Dadurch entsteht ein energiegefiltertes<br />
TEM-Bild, das nur Elektronen des im<br />
Abbildung 1:<br />
Aufbau des Energiefilterungs-Transmissionselektronenmikroskops.<br />
EELS-Spektrum ausgewählten Bereiches beinhaltet<br />
(Abb. 1). Das EFTEM-Bild liefert zusätzlich zur<br />
konventionellen TEM-Abbildung neue physikalische<br />
und chemische Inform<strong>at</strong>ionen über den Aufbau von<br />
Festkörpern und biologischen Proben.<br />
In <strong>der</strong> Praxis werden hauptsächlich die folgenden<br />
EFTEM-Methoden eingesetzt:<br />
Der Kontrast von TEM- und von Elektronenbeugungs-Bil<strong>der</strong>n<br />
kann durch Ausfiltern <strong>der</strong><br />
inelastisch gestreuten Elektronen wesentlich<br />
erhöht werden.<br />
Energiegefilterte TEM-Bil<strong>der</strong>, die aus nie<strong>der</strong>energetischen<br />
Energieverlusten gebildet<br />
werden, können bei dünnen Proben dazu<br />
genutzt werden, die Verteilung elektronischer<br />
Zustände (Plasmonen, Intra- und Interbandübergänge)<br />
in <strong>der</strong> Probe l<strong>at</strong>eral aufgelöst<br />
darzustellen.<br />
Die <strong>der</strong>zeit wichtigste Anwendung <strong>der</strong> Energiefilterungs-TEM<br />
liegt bei <strong>der</strong> Aufnahme von<br />
Elementverteilungsbil<strong>der</strong>n. Wird <strong>der</strong> energiewählende<br />
Spalt auf eine elementspezifische<br />
Ionis<strong>at</strong>ionskante eingestellt, kann die l<strong>at</strong>erale<br />
Verteilung des entsprechenden chemischen<br />
Elementes gemessen werden. Für die Erstellung<br />
eines Elementverteilungsbildes müssen<br />
im Bereich <strong>der</strong> Ionis<strong>at</strong>ionskante mehrere<br />
energiegefilterte Bil<strong>der</strong> aufgenommen, um<br />
anschließend daraus den Untergrund vom<br />
eigentlichen Signal abzuziehen. In dünnen<br />
Proben (< 100 nm) gelingt die Aufnahme von<br />
Elementverteilungsbil<strong>der</strong>n <strong>der</strong> Elemente von<br />
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<strong>Handbuch</strong> <strong>der</strong> <strong>Nanoanalytik</strong> <strong>Steiermark</strong> <strong>2005</strong>
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