Energy Filtered Transmission Electron Microscopy (EFTEM)
Synonym
- Energiegefilterte Transmissionselektronenmikroskopie
Definition
- Variante der Transmissionselektronenmikroskopie (TEM), bei der die
unterschiedliche Bewegungsenergie der Elektronen nach ihrem Durchgang durch
die Probe, dafür ausgenutzt wird, auf die chemische Zusammensetzung der
Probe zu schließen.
Aufbau / Funktion
- Wird eine sehr dünne Probe mit einem Strahl hochenergetischer Elektronen
bestrahlt, so wird ein Großteil der Elektronen die Probe ungehindert
durchdringen, ein Teil jedoch mit der Probe wechselwirken.
- Je nach Wechselwirkung ändern die Elektronen entweder nur ihre Richtung
(elastische Streuung) oder aber Richtung und Geschwindigkeit (inelastische
Streuung).
- Der Energieverlust inelastisch gestreuter Elektronen ist charakteristisch
für bestimmte Wechselwirkungen, etwa die Ionisierung eines Atoms.
- Wird lediglich die Anzahl der Elektronen mit einem bestimmten
Energieverlust gezählt, so bezeichnet man dies als Elektronenenergieverlustspektroskopie (Electron energy-loss spectroscopy,
EELS).
- Anhand typischer Intensitätsverläufe in einem EELS-Spektrum (etwa
einer Ionisations-Kante) können Elemente identifiziert werden.
- Bei EFTEM werden nur Elektronen bestimmter Bewegungsenergie (ein
Ausschnitt des EELS-Spektrums) zur Bilderzeugung zugelassen.
- Die Energiefilterung der Elektronen wird in einem Energiefilter
durchgeführt. Die Elektronen werden dabei durch ein Magnetfeld auf je
nach ihrer Geschwindigkeit unterschiedliche Flugbahnen gelenkt.
- Anschließend erlaubt eine bewegliche Blende nur bestimmte Flugbahnen
und selektiert somit bestimmte Bewegungsenergien.
- Die Bildintensität kann dann mit einem bestimmten Wechselwirkungsprozess
in Verbindung gebracht werden und ermöglicht so, die Verteilung von
Elementen in der Probe in einem Bild sichtbar zu machen.
- Dazu werden im einfachsten Fall zwei Bilder aufgenommen:
- Ein Bild mit Elektronen deren Energieverlust genau der Ionisationsenergie
eines bestimmten Elements entspricht, und ein Bild mit einem Energieverlust
unmittelbar vor der Ionisationskante.
- Eine Division dieser beiden Bilder (Kante / Vorkante) zeigt jene
Bildstellen hell, an denen das Element verstärkt vorhanden ist.
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