SEM-EDX LEITFADEN FÜR KÄUFER
Kapitel 3 - Detektoren für Bildgebung und Spektroskopie
Standard-Detektortypen
Im Betrieb des SEM wird der Elektronenstrahl punktweise über die Probe gerastert. Die zurückgestreuten Elektronen werden in den bildgebenden Detektoren gezählt. Gleichzeitig regt der Elektronenstrahl die Probe zur Emission von charakteristischer Röntgenstrahlung an. Durch die Analyse des Röntgenspektrums können die Elemente in der Probe bestimmt werden. Drei Detektor-Systeme gelten als Standard für SEM-Geräte:
- Rückgestreute Elektronen (BE) → Material-Kontrast
- Sekundäre Elektronen (SE) → Topographie-Kontrast
- Energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX) → Elementanalytik
Folgende Grafik zeigt die Erzeugung des Primär-Elektronenstrahls, dessen Interaktion mit der Probe und die Anordnung der Detektorsysteme:
Rückstreu- und Sekundärelektronen (BE/SE)
Für die Bildgebung haben sich Rückstreu- und Sekundärelektronen-Detektoren durchgesetzt. Die Rückstreuelektronen (BE) zeigen den Element- bzw. Materialkontrast der Probe. Je schwerer ein Element ist, desto heller erscheint der Bereich im BE-Bild. Die Sekundärelektronen (SE) stammen aus der Oberfläche und bilden die Topographie der Probe ab.
Beachten Sie, dass das SEM-Gerät Ihrer Wahl sowohl BE- als auch SE-Detektorsysteme integrieren kann. Der Informationsgehalt ist komplementär und bei der praktischen Arbeit ist die Betrachtung beider Modalitäten unerlässlich.
Röntgen-Elementanalyse (EDX)
Die Elementanalytik mittels Röntgenspektroskopie (EDX) ist bei allen SEM-Geräten optional verfügbar. Einige Hersteller offerieren ihre eigene Hardware und Software, die vollintegriert in die SEM-Software ist und somit ein höheren Grad an Nutzerfreundlichkeit bietet. Oft verbauen Hersteller auch EDX-Systeme von Drittanbietern, die hochspezialisierte Analysemodule bieten. In diesem Fall erfolgt die EDX-Steuerung über eine separate Software, was den Workflow verlangsamt. Die grundlegenden EDX-Analysemethoden der Einzelmessung (Punkt oder Fläche) sowie Profile oder Element-Mappings sind generell bei allen Anbietern verfügbar. Bei Bedarf können zusätzliche Software-Module (z.B. für automatische Partikelanalyse) eingesetzt werden.
Transmissionselektronen (STEM)
Seit kurzem ist die Raster-Transmissionselektronenmikroskopie (STEM) nicht mehr nur den großen Forschungsgeräten vorbehalten. Einige Tabletop-SEM und Kompaktgeräte bieten mit STEM-Detektoren die Möglichkeit, Dünnschnitte auf standardisierten TEM-Gittern abzubilden. Insbesondere für organische Präparate und Gewebeschnitte ist diese neuartige Option interessant.
