Labor für Rasterelektronenmikroskopie

Raum:  A2.U1.01

Laborleiter:
Prof. Dr. Ulrich Hoeppe

Laboringenieurin:
Dipl.-Ing.  Jannette Hofmann

Im Labor steht uns ein JEOL JSM-IT 100 Rasterelektronenmikroskop mit integrierter EDS-Analyse-Einheit zur Verfügung.

                                      rem_monitor

Das Rasterelektronenmikroskop (REM, SEM) wird zur Betrachtung von Oberflächen benutzt. Dabei wird die Oberfläche des zu betrachtenden Gegenstandes mit einem Elektronenstrahl zeilenweise abgerastert. Die Helligkeit der Bildpunkte ergibt sich aus der Wechselwirkung des Elektronenstrahls mit der Probe, z.B. durch heraus- geschlagene sekundäre Elektronen oder die rückgestreuten Elektronen.

Das Auflösungsvermögen des REM entspricht im Wesentlichen dem Durchmesser des verwendeten Elektronenstrahls und beträgt nur einige Nanometer (Lichtmikroskop etwa 500 nm). Die Vergrößerung liegt entsprechend zwischen 10 und 40 000-fach. Ein besonderer Vorteil des REM liegt in seiner hohen Tiefenschärfe. Nachfolgend sind einige Beispielhafte Aufnahmen zu sehen:

 

3D-Metalldruckpulver

3D Druck Pulver skaliert  Kugel nahaufnahme skaliert

 

Gänseblümchen

SED 3kV WD13 PC35 50x skaliert  SED 3kV WD13 PC35 50x skaliertSED 2 7kV WD13 PC35 1100x skaliert 

 

Löwenzahn

SED 3kV WD14 PC35 250x skaliert  SED 3kV WD14 PC35 230x skaliert  SED 3kV WD11 PC35 1500x 2 skaliert

 

Teppichkäfer

SED2KV WD13 PC50 30 2 skaliert  SED2KV WD13 PC50 75 Fluegel skaliertSED2 7KV WD13 PC40 550 skaliert

Innerhalb des Rasterelektronenmikroskops ist eine EDS-Analyse-Einheit integriert. Auch hier rastert der Elektronenstrahl die Probe ab. Die in der Probe entstehenden charakteristischen Röntgenstrahlen werden zur Bestimmung der chemischen Zusammensetzung der Probenoberfläche benutzt, indem das Röntgenspektrum entsprechend ausgewertet wird.

edx_spektrum_voll

Da die Röntgenstrahlung lokal durch den Elektronenstrahl erzeugt wird, kann auch die chemische Analyse lokal erfolgen und so ganze Elementverteilungsbilder erzeugt werden. Das sehr einfache Beispiel unten zeigt kreisförmige Cr und Fe Proben, die in einer Messingprobe eingebettet sind:

rem_proben

Anwendung findet ein solches Mapping vor allem in der Materialwissenschaft, um Inhomogenitäten, z.B. an Ausblühungen oder Korngrenzen, sichtbar zu machen. Die Handhabung und Steuerungssoftware ist so ausgelegt, dass Schüler:innen und Student:innen die Untersuchungen weitgehend selbstständig durchführen können.