Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005 - lamp.tugraz.at
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M26: Präpar<strong>at</strong>ionstechniken in <strong>der</strong> Elektronenmikroskopie<br />
REM-Präpar<strong>at</strong>ion<br />
Nachfolgend sollen die wichtigsten Präpar<strong>at</strong>ionstechniken,<br />
die in <strong>der</strong> Rasterelektronenmikroskopie<br />
zum Eins<strong>at</strong>z kommen, kurz vorgestellt<br />
werden:<br />
Direkte Betrachtung<br />
Beschichtungen<br />
Kryopräpar<strong>at</strong>ion /Kryotransfer<br />
Ionenätzung<br />
Herstellung von Anschnittflächen mittels FIB<br />
Direkte Betrachtung<br />
Im Falle von leitfähigen Proben ist es vielfach<br />
möglich, diese ohne nennenswerten präpar<strong>at</strong>iven<br />
Aufwand (insbeson<strong>der</strong>e Beschichtung) direkt im<br />
REM zu untersuchen.<br />
Beschichtungen<br />
Die Beschichtung mit Kohlenstoff erfolgt über<br />
Lichtbogenverdampfung von Reinstgraphitelektroden.<br />
Abbildung 5:<br />
PSC-Hochauflösungs-Sputtering<br />
(PSC … Penning Sputter Co<strong>at</strong>er). Diese<br />
Technik wurde am Zentrum für Elektronenmikroskopie,<br />
Technische Universität<br />
Graz, entwickelt.<br />
Bei <strong>der</strong> Herstellung von Schichten mittels Schiffchenverdampfung<br />
(thermische Verdampfung) werden<br />
als Schiffchenm<strong>at</strong>erialien u.a. Tantal, Wolfram,<br />
Molybdän o<strong>der</strong> Keramiken verwendet (Abb. 4a).<br />
Der Vorteil dieser Technik liegt darin, dass er für<br />
manche M<strong>at</strong>erialien einfach und nicht zeitaufwändig<br />
durchzuführen ist. Lei<strong>der</strong> ist diese Technik für viele<br />
M<strong>at</strong>erialien nicht geeignet, erzeugt oftmals schlecht<br />
haftende und grobkörnige Schichten, und h<strong>at</strong> eine<br />
rel<strong>at</strong>iv hohe Strahlenbelastung des Präpar<strong>at</strong>s sowie<br />
eine schlechte Reproduzierbarkeit zur Folge.<br />
Bei <strong>der</strong> Beschichtung durch Gasentladungssputtern<br />
(u.a. DC-Plasma-Sputtern, HF-Plasma-<br />
Sputtern, Magnetron-Sputtern) werden mittels<br />
Gasentladung Argon-Ionen generiert und in einem<br />
elektrischen Feld auf ein sogenanntes Target beschleunigt.<br />
Die Ionen schlagen Teilchen aus dem<br />
Targetm<strong>at</strong>erials heraus („Sputtern“), die dann auf<br />
<strong>der</strong> entsprechenden Probe abgeschieden werden<br />
(Abb. 4b). Dieses Verfahren bietet i. A. gute Abscheidungsr<strong>at</strong>en,<br />
eine hohe Reproduzierbarkeit,<br />
eine hohe Haftfestigkeit <strong>der</strong> Schichten, und eine<br />
geringe thermische Belastung <strong>der</strong> Probe. Es kann<br />
für zahlreiche Abscheidem<strong>at</strong>erialien eingesetzt<br />
werden, nicht zuletzt für Isol<strong>at</strong>oren (HF-Plasma,<br />
Magnetron).<br />
Das technisch aufwändige PSC-Hochauflösungs-Sputtering<br />
bietet Vorteile wie äußerst feinkörnige,<br />
bereits bei sehr geringer Schichtdicke zusammenhängende<br />
Schichten, sowie die Möglichkeit<br />
zum Sputtern von schwer verdampfbaren Metallen<br />
(W, Mo, T, Cr), und sehr gut haftende Schichten<br />
(Abb. 5). Dem stehen rel<strong>at</strong>iv lange Sputterzeiten<br />
(und dadurch <strong>der</strong> Einbau von Fremd<strong>at</strong>omen in die<br />
Schichten) sowie ein aufwändiges Service und ein<br />
aufwändiger Targetwechsel entgegen.<br />
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<strong>Handbuch</strong> <strong>der</strong> <strong>Nanoanalytik</strong> <strong>Steiermark</strong> <strong>2005</strong><br />
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