Typische Messungen:
- SE Bilder (SEM)
- Punktanalysen, Spektrum (SPE)
- Linienanalysen (LIN)
- Elementverteilungsbilder (MAP)
- Tiefenprofilierung (PRO)
Anwendungen:
- in-Situ-Bruchflächen (im UHV sind Brüche unterschiedlicher Probeformen möglich)
- Oberflächen und Matrix, Grenzflächen und Schichtübergänge, Diffusionscharakterisierung
- Stähle, Legierungen, Hartstoffe, Hartmetalle, Supraleiter, Viellagenschichten,
- Makro-, Mikro- bis Nanosysteme wie z.B. Formeinsätze, Sensoren, Stents, Mikroreaktoren, Halbleitersyteme etc.
Elemente:
Lithium bis Uran
Auflösungsvermögen:
Elektronenstrahldurchmesser 24 nm (bei 20 kV und 10 nA)
Tiefenauflösung 0,5 bis 5 nm (abhängig von der Energie des Augerelektrons)
Energieauflösung 0,5 bis 0,1 %
Nachweisvermögen:
qualitativ und halbquantitativ, ab einem Gehalt von > 0,1 bis 5 Atom% (elementabhängig)
quantitativ (nur unter Verwendung von Standardproben möglich!)
Messmöglichkeiten:
Linien-, Punktanalysen und Elementverteilung über die Fläche von ∅ > 24 nm bis µm und durch Ionenabtrag in die Tiefe von 1 nm bis 1 µm.
Materialien:
elektrisch leitende und halbleitende Feststoffe und Schichten
Limitierende Probeneigenschaften:
- maximale Probengröße 60 mm Durchmesser
- maximale Probenhöhe 14 mm (standardmäßig) bis 24 mm (mit Einschränkungen)
- Proben müssen fest bzw. stabil unter Vakuum- bedingungen sein (10-7 Pa)
- Proben müssen elektronenstrahlstabil sein
Auger-Spektren sind die Basis aller Auger-Analysen. Sie zeigen die Intensität der Augerelektronensignale über der jeweiligen Elektronenenergie in [eV]. Bei einer Punktanalyse werden die Daten an einem feststehenden Punkt, welcher durch den anregenden Elektronenstrahl fixiert wird gesammelt. Wenn man den Elektronenstrahl über einen definierten Bereich während der Messung scannen lässt, spricht man von einer Bereichsanalyse oder von einem „Area“.
Bei der Linienmessung werden zuvor gewählte Elemente oder Energiebereiche an einer definierten Zahl von Punkten entlang einer Linie, die horizontal oder vertikal über das SE-Bild verläuft, gemessen. So erhält man am Ende ein Diagramm in dem die Elementintensitätsverläufe entlang dieser Linie dargestellt sind. Es wird dann meist nur von einer „Line“ gesprochen.
Bei einem Elementverteilungsbild (Mapping, Map) wird das gesamte SE-Bild auf ein einzelnes Element hin untersucht. Dabei muss die Pixelauflösung festgelegt werden und dies beeinflusst die Messzeit für ein Map maßgeblich. Es ist möglich anstatt von einzelnen Elementen auch einen definierten Energiebereich zu mappen. Dann spricht man von „window-maps“. Je intensiver/heller ein Pixel in einem Map ist, desto höher war das Elementsignal an dieser Stelle.
Für die Tiefenprofilierung wird in unserem Labor eine Ar+ Ionenkanone verwendet. Damit lassen sich ganz unterschiedliche Abtragsraten erzielen. Die Ionenkanone wird bei uns für die Profil-Erstellung zumeist im Intervallmodus betrieben. Bei jedem Intervall wird eine bestimmte Materialmenge von der Probenoberfläche entfernt. Und immer in den Sputter-Pausen werden die Daten gesammelt. Alle Messmodi (SPE als Area- oder Punkt-Messung, LIN und MAP) können somit nicht nur an der Probenoberfläche der Probe sondern auch in die Tiefe hinein angewendet werden.
