Ein Miniaturelektronenmikroskop zur elementspezifischen Abbildung funktionaler Oberflächen mit Auger-Elektronen-Mikroskopie
Christian Mayer (Seminarvortrag zur Diplomarbeit)

Die Diplomarbeit, der dieser Vortrag zugrunde liegt, beschäftigt sich mit einem miniaturisierten Photoemissionselektronenmikroskop (Mini-PEEM) und dem Ausbau zur elementspezifischen Abbildung von Oberflächen. Zur Charakterisierung des Oberflächenmaterials dient die Auger-Elektronen-Mikroskopie.

Der Startpunkt war die Inbetriebnahme des miniaturisierten Photoemissionselektronenmikroskops (Mini-PEEM). Zunächst wurde das bestehende Mikroskop charakterisiert, ein Satz Betriebsparameter sowie das Auflösungsvermögen bestimmt. Die Zielgabe eines elementspezifischen Elektronenmikroskops bedurfte mehrerer Erweiterungen der Experimentierstation. Es wurden die Transfereinheit, der Manipulator und die Elektronenkanone modifiziert sowie ein abbildender Gegengeldanalysator konstruiert, aufgebaut und charakterisiert.

Der abbildende Gegenfeldanalysator lässt sich zur Aufnahme der Energiespektren der Sekundärelektronen (Auger-Elektronen) einsetzen. Hierfür wurden die notwendigen Voraussetzungen geschaffen (Energieanalysator, Spannungsversorgung, Datenaufnahme-, Auswerteverfahren) und getestet.

An zwei ausgewählten Oberflächen (Kohlenstoff und Silizium/Eisen) wurden Energiespektren gemessen. Die Graphitprobe stellt sich aufgrund von Aufladungseffekten als ungeeignet zum Test des Setups dar. Bei der Spektroskopie der Silizium/Eisen-Probe ließen sich ein Unterschied im Auger-Spektrum der beiden Materialien feststellen. Das Signal-Rausch-Verhältnis ist deutlich zu verbessern. Alternative Methoden, welche als Experimentierstation das Mini-PEEM nutzen, wurden ebenfalls diskutiert.