rasterelektronen

Rasterelektronen sind Elektronen, die in Rasterform über eine Probenoberfläche abgetastet werden, um Bilder in Rasterelektronenmikroskopen (SEM) zu erzeugen. Sie ergeben die Grundlage der Bildgebung durch den fokussierten Elektronenstrahl, der die Probe schrittweise zeilenweise abtastet.

Der Abtastvorgang wird durch elektrische und magnetische Ablenkungen gesteuert. Ein Elektronenstrahl wird von einer Elektronenquelle erzeugt, fokussiert und dann mit Rasterspulen so deflektiert, dass er ein zweidimensionales Raster über die Probenoberfläche abliest. Die Verweilzeit pro Bildpunkt (Dwell Time) bestimmt Signalstärke und Kontrast. Typische Betriebsbedingungen liegen im kV-Bereich; der Abstand zwischen Objektivlinsen und Probe beeinflusst Auflösung und Tiefenschärfe.

Beim Eindringen der Rasterelektronen in die Probe entstehen verschiedene Signale. Am wichtigsten sind Sekundärelektronen (SE), die Oberflächenrelief und Feinstrukturen abbilden, sowie Rückstreuelektronen (BSE), die Materialkontraste liefern. Zusätzlich können charakteristische Röntgenstrahlung (EDS) oder andere Detektorsignale detektiert werden. Die Detektoren wandeln diese Signale in Graustufen oder Farbinformationen um, wodurch die Bildgebung und, bei EDS-Anwendungen, die chemische Analyse unterstützt werden.

Eigenschaften und Anwendungen. Rasterelektronen ermöglichen eine hohe Oberflächenauflösung und detaillierte Topographieanalysen in Materialwissenschaft, Elektronik, Mineralogie und Biologie. Einschränkungen ergeben sich durch Probenladungen bei nicht leitenden Materialien, Empfindlichkeit gegenüber Strahlenschäden und die Notwendigkeit eines Vakuums. Probenvorbereitung und geeignete Leitbeschichtungen sind häufig erforderlich.