USTEM Frequently Asked questions

Was bedeutet die Abkürzung USTEM

USTEM steht für "Universitäre Service-Einrichtung für Transmissionselektronenmikroskopie (TEM)".

Ursprünglich als Zentrum für Transmissionselektronenmikroskopie gegründet, bietet USTEM nun allen Kunden auch Untersuchungen und Forschungskooperationen mittels Rasterelektronenmikroskopie, DualBeam Focused Ion Beam und konfokaler Mikroskopie an.

Was benötige ich, um als TU-Mitarbeiter Untersuchungen am USTEM durchzuführen?

Besprechen Sie die Problemstellung mit einem/er USTEM Mitarbeiter/in. Sie erhalten im Anschluß einen Projektantrag, der bereits Information über die Art und den Umfang der Untersuchung, ihre gewählte Form der Finanzierung sowie eine Kostenabschätzung enthält.

Ergänzen sie danach gegebenenfalls ihren Projektantrag und schicken diesen unterzeichnet zurück zu USTEM.

Welche Experimente können im TEM durchgeführt werden

Das TEM ist ein Multitalent. Neben der Abbildung bis hin zur atomaren Vergößerung können im TEM auch die chemische Zusammensetzung, die Struktur der Probe, magnetische, optische und elektronische Eigenschaften bestimmt werden. Dazu stehen Elektronenbeugung, Röntgenabsorptionsspektrometrie und Energieverlustspektrometrie zur Verfügung.

Wie groß kann eine TEM Probe sein

Maximal ein Scheibchen von 3 mm Durchmesser, aber davon kann man nur die inneren 2 mm bis bis 2.5 mm anschauen.

Damit Elektronen durch die Probe dringen können, darf die Probe nicht mehr als rd. 400 nm dick sein.  Gute Abbildungen und chemische Analysen erfordern jedoch sehr dünnen Probenbereiche von maximal 100 nm.

Was bedeutet EBSD / OIM

Wenn in einem Rasterelektronenmikroskop der Elektronenstrahl unter einem sehr flachen Winkel von 20° auf eine polierte Oberfläche trifft, werden Elektronen in der Probe gestreut und auch am Kristallgitter gebeugt. Aus der Probenoberfläche austretende Elektronen werden von einer Kamera detektiert und erzeugen sogenannte EBSD-Bilder (Electron Backscatter Diffraction).

EBSD-Bilder enthalten Kikuchi Bänder, welche Information über die Gitterparameter, Orientierung, Symmetrien des Probenbereiches Aufschluß geben.

OIM-Maps (Orientation Imaging Microscopy) erhält man durch Abrastern eines Probenbereiches mit dem Elektronenstrahl, wobei in jedem Messpunkt ein EBSD-Bild aufgenommen wird.  Ein OIM-Scan enthält etliche 10.000 bis zu mehreren 100.000 Einzelmessungen.

Was bedeutet Low Vakuum und ESEM

Üblicherweise arbeitet ein Rasterelektronenmikroskop unter Hochvakuum (10^-4  mbar bis 10^-6 mbar).  Eine spezielle Konstruktion der Elektronensäule erlaubt jedoch bei manchen Geäten auch die Arbeit unter erhöhten Drücken:

Low Vakuum:  0.1 mbar bis 1.3 mbar

Unter diesen Bedingungen kann man nichtleitende Proben, welche sich üblicherweise im Elektronenstrahl aufladen würden und Abbildungsartefakte erzeugen, untersuchen.

Aus der Probe austretende Sekundärelektronen (SE) ionisieren dabei Gasmoleküle auf ihrem Weg zu einem speziellen SE-Detektor und erzeugen damit zusätzliche Sekundärelektronen sowie positive Gasionen, welche ihrerseits die negativ aufgeladene Probe neutralisieren.

ESEM (Environmental-SEM): bis 40 mbar

In diesem Arbeitsmodus kann man darüberhinaus feuchte Proben bei 100% relativer Luftfeuchtigkeit untersuchen.