Heupke PT-Systeme

Rasterelektronenmikroskop

Anschlussdraht auf einem IC
Aufnahme zur Qualitätskontrolle: man sieht einen Riss im Draht

Ein Rasterelektronenmikroskop liefert selbst bei hohen Vergrößerungen noch tiefenscharfe Bilder.

Die Haupteinsatzgebiete sind: Qualitätskontrolle, Gutachten, Produktentwicklung, wissenschaftliche Untersuchungen im Bereich Biologie, Mikroelektronik, Physik, Archäologie, Geologie, etc.

Viele kennen solche Bilder als Kalenderblätter oder zur Dokumentation wissenschaftlicher Ergebnisse. Diese Bilder vermitteln meist einen sehr schönen Raumeindruck.

Bilder aus einem Rasterelektronenmikroskop sind grundsätzlich Graustufenbilder. Aus kosmetischen Gründen können die Bilder "künstlerisch" mit Grafikprogrammen am Computer eingefärbt werden oder es kann in bestimmten Fällen das Ergebnis zweier Detektoren verrechnet werden um dem Bild Pseudofarben zu geben.

Das hier vorhandene Rasterelektronenmikroskops(REM) hat die Bezeichnung Leitz-AMR 1000. Die realistische Vergrösserung ist abhängig von der Probe und beträgt ca. 10x bis 10.000x, höhere Vergrösserungen (bis 30.000x) sind nur mit Aufwand und bei geeigneten Präparaten möglich.

Das Gerät bewegt, ähnlich wie in einer Fernseher-Bildröhre einen Strahl von Elektronen über eine Fläche. Diese ist in einem Fernseher die Phosphorschicht ("Mattscheibe"), hier ist das die Probe. Nun gibt es mehrere Möglichkeiten die Bildinformation zu bekommen. z.B. kann die Zahl der reflektierten Elektronen gemessen werden, die Zahl der sogenannte Sekundärelektronen, die Zahl der ausgelösten Photonen etc.

Im Gegensatz zu einem Licht- oder einem Elektronenmikroskop entsteht das Bild also nicht auf einmal, sondern Punkt für Punkt. Das Raster wird so fein gewählt, wie es nötig ist, um die Details, die interessieren, erkennen zu können. Die Zeit, die man auf einem Punkt verbleibt, wird so gewählt, dass sich bei gegebenem Signal-Rausch-Verhältnis ein gutes Bild ergibt.

Zu beachten ist, daß das Raster-Elektronen-Mikroskop auf bei niedrigen Vergroesserungen deutliche Vorteile gegenüber einem Lichtmikroskop hat. Dies liegt an der viel größeren Tiefenschärfe, wodurch selbst gekrümmte Flächen scharf erscheinen, während beim Lichtmikroskop immer nur eine "Höhenebene" scharf erscheint, so daß man kein Bild des gesamten Objekts auf einmal erhält, falls es nicht völlig eben ist. Je höher die Vergrößerung ist, umso deutlicher wird dies.

Die Proben sollten trocken sein (keine großen Mengen Wasser enthalten) und maximal 30 mm im Durchmesser sein. Falls dies nicht möglich ist, können Präparationstechniken verwendet werden, mit denen man die Oberfläche beschädigungsfrei abformen kann. Es ergibt sich fast immer eine Möglichkeit.

Die Bilderfassung erfolgt durch einen PC oder alternativ mit einer hochauflösenden Bildröhre und zugehöriger Polaroidkamera. Ferner steht am PC des REM ein CD-Recorder zum Speichern der Bilder zur Verfügung.

maximale Auflösung der Bilder per PC: 4096x4096 Punkte
maximale Auflösung der Bilder per Polaroid-System: 2.500 Zeilen

Um eine Vorstellung von den vielfältigen Aufnahmemöglichkeiten zu geben hier noch einige Beispiele:

Detail der Haare einer Wespe

wichtig für Unfallgutachten: Wolframwendel eines Blinkerbirnchens mit angeschmolzener Kugel
Aus diesem Bild kann man schliessen, daß die Wendel gerissen ist, als sie unter Strom stand, da sonst keine Kugel an den Drahtenden entsteht

Blattoberfläche einer Halophyte mit einer Salzdrüse links vorne und Blattöffnungen (Stomata)