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Photoemissionselektronenmikroskopie (PEEM)

 

Im Gegensatz zu klassischen Lichtmikroskopen werden beim PEEM Photo- und Sekundärelektronen für die Bilderzeugung verwendet. Die einstellbare Potentialdifferenz zwischen Probe und Objektivlinse führt zu einer Beschleunigung der Elektronen in Richtung des radialsymmetrischen Linsensystems. Eine nach der Objektivlinse eingebaute Aperturblende dient als energetischer Tiefpass. So fokussiert die Objektivlinse die Elektronen hoher kinetischer Energie auf einen Punkt hinter der Blende, während Elektronen mit kleinere kinetischen Energie auf die Blende fokussiert werden und damit durch sie hindurch treten können. Die nachfolgenden Linsen vergrößern das Bild und projizieren es als ganzes auf den Detektor. Es ist somit nicht durch die Abtastgeschwindigkeit eines Elektronenstrahls beschränkt, wie es beim Rasterelektronenmikroskop der Fall ist. Somit ermöglicht ein PEEM Phänomene auch zeitaufgelöst zu untersuchen, da die Informationen des gesamte Bildbereich simultan aufgezeichnet werden.

Das auf der Elektronenausbeute beruhenden Messverfahren die Absorption indirekt. Hierbei werden Elektronen durch den Photoeffekt in einen Valenzzustand angeregt. Die durch Relaxation freigesetzten Auger-Elektronen generieren über inelastische Stöße Sekundärelektronen. Um ein Spektrum wie das unten stehende zu erhalten, wird die Anzahl der von der Probe emittierten Elektronen in Abhängigkeit von der Photonenenergie gemessen.

 

PEEM1

Jeder einzelne Messpunkt entspricht somit dem Integral eines vollständigen PES-Spektrums. Hierbei dominieren die Sekundärelektronen die Intensität um Größenordnungen. Beim PEEM wird dies durch die Tiefpasseigenschaft der Elektronenoptik verstärkt. So können lediglich die im untern PES-Spektrum hervorgehobenen, niederenergetischen Sekundärelektronen die Optik durchqueren. Ebenso wie bei den PES-Spektren lassen sich die Signale auf elementspezifische, elektronische Übergänge zurückführen.

PEEM2