Universitäre Service-Einrichtung für Transmissionselektronenmikroskopie
> Zum Inhalt

Abbildende Verfahren

Die Visualisierung kleinster Teilchen, Schichten und sogar Gitterfehler nimmt in der Nanotechnologie einen sehr hohen Stellenwert ein. USTEM ist dafür mit seinem Gerätepool bestens ausgestattet. Folgende Geräte stehen zur Auswahl:

DualBeam FIB-SEM zur 3D Analyse

Rasterelektronenmikroskopie (SEM):

2 Rasterelektronenmikroskope (SEM), mit Wolfram- bzw. Feldemissionsquelle. Vergrößerungsbereich: 19 - 100.000 fach. Es können materialwissenschafliche oder biologische Fragestellungen bearbeitet werden.


Zur Abbildung unter den unterschiedlichen Vakuumbedingungen werden Sekundärelektronen-Detektoren (SE) und Rückstreuelektronen-Detektoren (BSE) verwendet.

Die Rasterelektronenmikroskope bei USTEM sind mit folgenden Zusatzgeräten ausgetattet:

  • Energiedispersive Röntgenanalytik (EDX) zur chemischen Analyse
  • Orientation Imaging Microscopy (OIM) zur Strukturanalyse
  • Focused Ion Beam (FIB) zur 3D Analyse mittels EDX oder OIM oder SE- bzw. BSE-Imaging.
  • Feldemissionsquelle (FEGSEM) für höchste Ortsauflösung
  • Tieftemperatur-Probenhalter und Transfereinrichtung für die Untersuchung von biologischen oder Life-Science Materialien unter Hochvakuumbedingungen
  • Heiztisch für Untersuchungen unter extremen Temperaturbedingungen bis 1000°C
  • Environmental SEM Modus für Untersuchungen feuchter Proben
  • Niedervakuum SEM Modus für Untersuchungen von nichtleitenden Proben
  • Topografische 3D-Modelle von Oberflächen mit Hilfe der MeX-Software

To top

TEM-Aufnahme einer Korngrenze mit ausscheidungsfreier Zone (Aluminium-Legierung)

Transmissionselektronenmikroskopie (TEM):

3 Transmissionselektronenmikroskope mit einem Vergrößerungsbereich von  19 fach bis 1.080.000 fach stehen zur Verfügung.

Die Abbildung erfolgt über CCD Kameras oder Planfilme.  Ebenso ist es möglich, im Rastertransmissionsmodus die Intensität gebeugter bzw. ungebeugter Elektronen für die Bilderzeugung zu verwenden.

Die Anforderungen an die Probenpräparation sind hier besonders hoch, da die Proben nur einen maximalen Durchmesser von 3 mm und im Untersuchungsbereich eine Dicke von 20 - 100 nm haben dürfen.

Die TEMs von USTEM erlauben folgende Experimente:

 

 

To top

ZnSe auf GaAs Grenzfläche mit Versetzungen

Hochauflösende Transmissionselektronenmikroskopie (HRTEM):

Zur atomaren Abbildung von Strukturen im Nanometerbereich. Vergrößerungsbereich: 230.000 - 1.080.000 fach.

Strukturanalysen und Abbildung von kleinsten Strukturen (Quantum Dots und Quantum Wells) sind so möglich. Das Ausmessen solcher Strukturen ist auf 0.1 nm exakt. Burgers-Vektoren können direkt abgebildet werden.


Erklärung zur Abbildung:
Shockley-Partialversetzungen begrenzen hier einen Stapelfehler zwischen C und D. Burgerskreisläufe um die Versetzungen und der Schliessungsfehler der Partialversetzungen in Projektion [110] sind eingezeichnet.

To top

STEM Bild von drei Quantum-Wells, erkennbar als helle Linien aufgrund der darin enthaltenen schweren Elemente.

Raster-Transmissionselektronenmikroskopie (STEM):

Vergrößerungsbereich: 10.000 - 20.000.000 fach

Der große Vorteil der Raster-Transmissionselektronenmikroskopie (STEM) liegt darin, dass mittels eines High-Angle Annular Dark Field (HAADF) Detektors Z-Kontrastbilder mit bis zu 0.2 nm Ortsauflösung erstellt werden können. In diesem Abbildungsmodus sind schwerere Elemente (und deren Verbindungen) heller zu sehen als leichtere. Eine schnelle Identifizierung ist daher leicht möglich. Ausserdem kann der Elektronenstrahl mit sub-Nanometer Präzision auf die zu analysierenden Stellen positioniert werden, um punktgenaue EDX oder EELS Messungen vornehmen zu können. Es können auch EDX- und EELS-Linienprofile über die zu analysierenden Strukturen gelegt werden, um lokale Änderungen der chemischen Zusammensetzung nachzuweisen.

To top

Konventionelle und konfokale Lichtmikroskopie

Klassische, konventionelle Lichtmikroskopie wird für Untersuchungen bei bis zu 1000-fachen Vergrößerungen verwendet. Zu Verfügung stehen der Hellfeld-, Dunkelfeld-, Polarisations- sowie der differentielle Interferenzkontrast. Der voll motorisierte Probentisch sowie die am Steuer-PC installierte Software erlauben die Aufnahme von Z-Stapeln, die zu einem topografischen Oberflächenprofil zusammengesetzt werden können, sowie das Aneinanderreihen benachbarter Detailaufnahmen zu größeren Übersichten.

 

Konfokale Mikroskopie (Laser scanning Mikroskopie) ermöglicht 3D Rekonstruktionen von optischen Querschnitten.

To top