Elektronenstrahlmikroanalyse

Die Elektronenstrahlmikroanalyse (ESMA; engl. electron probe micro analysis, EPMA, oder X-ray microanalysis) dient primär der zerstörungsfreien Analyse von Festkörperoberflächen mit lateraler Auflösung bis zu 1 µm.

Das Prinzip beruht auf der wellenlängendispersiven Analyse (WDS oder auch WDX) oder energiedispersiven Analyse (EDS oder auch EDX) der von der Probe aufgrund Beschuss mit einem Elektronenstrahl emittierten charakteristischen Röntgenstrahlung. Auf diese Weise sind Elemente ab Ordnungszahl 4 (Beryllium) detektierbar. Die relative Nachweisgrenze beträgt bei Elementen 0,01 Gew.%, was einer absoluten Nachweisgrenze von 10⁻¹⁴ bis 10⁻¹⁵ g entspricht. Durch den Vergleich mit bekannten Standards ist die Quantifizierung der chemischen Zusammensetzung möglich, denn das Signal der charakteristischen Röntgenlinien ist proportional zum Anteil des jeweiligen Elements. Somit können parallel zum Oberflächenabbild die Elementverteilungen aufgenommen werden.

Experimentelle Anwendung

Die Elektronenstrahlmikroanalyse findet entweder durch zusätzliche Detektoren in regulären Elektronenmikroskopen (REM oder TEM) oder in sogenannten Elektronenstrahlmikrosonden (kurz auch Mikrosonden genannt) statt. Letztere sind speziell für die Elementanalyse ausgestattete Rasterelektronenmikroskope die auf einen höheren Probenstrom optimiert sind, was für die Abbildung zwar unerwünscht ist, jedoch ein stärkeres Röntgensignal ermöglicht. Elektronenstrahlmikrosonden sind in der Regel mit mehreren WDX-Spektrometern (üblicherweise bis zu 5) ausgestattet, um mehrere Elemente gleichzeitig mit der Genauigkeit des WDS zu kartieren (mappen).

Siehe auch

Weblinks

MIKROANALYTIK.DE – weitere Informationen über die Themen Elektronenstrahlmikroanalyse und EDX

Literatur

Frank Eggert: Standardfreie Elektronenstrahl-Mikroanalyse mit dem EDX im Rasterelektronenmikroskop. BoD, Norderstedt 2005, ISBN 3-8334-2599-7.