Oberflächenanalyse mit Elektronenstrahlen

Zusammenfassung

Generell unterscheidet sich die Zusammensetzung der Oberfläche eines Festkörpers — oft signifikant — vom Inneren oder Materieblock des Materials. Bislang haben wir uns in diesem Text auf analytische Methoden konzentriert, die Informationen über die Zusammensetzung des Festkörperblocks liefern. In manchen Bereichen der Natur- und Ingenieurwissenschaften spielt jedoch die Zusammensetzung der Oberflächenschicht eines Festkörpers, die wenige Ångström bis wenige Zehntel Ångström messen kann, eine bedeutend größere Rolle als die Zusammensetzung des Materialinneren. Gebiete, in denen die Eigenschaften von Oberflächen von größter Bedeutung sind, umfassen z.B. die heterogene Katalyse, die Halbleiter-Dünnfilm-Technologie, Korrosions- und Adhäsionsstudien, die Aktivität von Metalloberflächen, Versprödungseigenschaften, sowie Studien über das Verhalten und die Funktionen biologischer Membranen. Elektronenstrahlen sind optimal für derartige Studien geeignet, weil Elektronen meist nur in die alleräußersten Schichten eines Festkörpers eindringen bzw. nur diese wieder verlassen können. Ein Elektronenstrahl von 1 keV durchdringt z.B. typischerweise nur die äußeren 25 Å eines Festkörpers; dagegen kann ein 1 keV-Photon bis in eine Tiefe von 1 um oder weiter eindringen.