Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS
Transmissionselektronenmikroskopie (TEM), Rasterelektronenmikroskopie (SEM) und Rastertransmissionselektronenmikroskopie (STEM) sind fortgeschrittene Verfahren zur Untersuchung von Materialien auf atomarer und subatomarer Ebene.
Am Fraunhofer IMWS kommen alle drei Verfahren zur Anwendung, um Werkstoffe und Bauteile auf der Mikro- und Nanoebene zu prüfen.
Transmissionselektronenmikroskopie (TEM)
Bei der TEM wird ein Elektronenstrahl durch die Probe geschickt, wodurch ein detailliertes Bild der inneren Struktur der Probe erzeugt wird. Die Probe muss sehr dünn sein, typischerweise im Bereich von 50 bis 200 Nanometern, um den Elektronenstrahl passieren zu lassen. TEM ermöglicht die Untersuchung der Kristallstruktur, der Gitterdefekte, der chemischen Zusammensetzung und der Bindungsstruktur der Probe.
Rasterelektronenmikroskopie (SEM)
Bei der SEM wird ein Elektronenstrahl über die Oberfläche der Probe gerastert und es werden Sekundärelektronen erzeugt. Diese Sekundärelektronen werden erfasst und zu einem Bild der Oberfläche zusammengesetzt. SEM ermöglicht die Untersuchung der Oberflächenmorphologie, der Topographie und der chemischen Zusammensetzung der Probe. Im Gegensatz zur TEM können bei SEM auch dickere Proben untersucht werden.
Rastertransmissionselektronenmikroskopie (STEM)
STEM kombiniert die Vorteile von TEM und SEM. Ein konvergierter Elektronenstrahl wird durch die Probe geschickt und es werden sowohl transmittierte Elektronen als auch gestreute Elektronen erfasst. Dies ermöglicht die gleichzeitige Erfassung von detaillierten Informationen über die innere Struktur der Probe (ähnlich wie bei TEM) und der Oberfläche (ähnlich wie bei SEM). STEM ermöglicht die Untersuchung der chemischen Zusammensetzung, der Kristallstruktur und der Morphologie der Probe auf hoher Auflösungsebene. Diese fortgeschrittenen Mikroskopietechniken spielen eine wichtige Rolle in der Materialwissenschaft, Nanotechnologie, Biologie, Halbleiterforschung und vielen anderen Bereichen der Wissenschaft und Technik.