Oberflächenanalytik mittels REM-EDX: höchste laterale Auflösung

Die REM-EDX Analyse ist ein zerstörungsfreies Prüfverfahren mit einer sehr hohen räumlichen Auflösung. Das Rasterelektronenmikroskop (REM) erfasst dabei die Oberflächentopographie und Struktur der Probe, während die energiedispersive Röntgenanalytik (EDX) zeitgleich die chemische Zusammensetzung bestimmt.

Das REM-EDX Element-Mapping ist ein bildgebendes Verfahren, das die räumliche Verteilung chemischer Elemente auf einer Probenoberfläche farblich darstellt. Dadurch lässt sich visuell sofort erkennen, an welchen Stellen bestimmte Elemente oder Verunreinigungen konzentriert sind.

Für welche Anwendungsbereiche eignet sich die REM-EDX Analytik?

Die REM-EDX Analyse ist extrem vielseitig und kommt unter anderem bei folgenden Aufgaben zum Einsatz:

• Schadensanalyse & Korrosionsursachen: Aufspüren von Fehlern, Rissen und Korrosionsherden.

• Materialographie & Metallographie: Gefügeanalysen, Bruchanalysen und die Bewertung von Lötstellen.

• Partikelanalyse: Bestimmung der chemischen Zusammensetzung von Partikeln, Fremdeinschlüssen und Verunreinigungen an Oberflächen.

Ja, mithilfe von präzisen Querschliffen können wir mit dem REM je nach Material selbst extrem dünne Schichten bis in den Bereich von wenigen 10 Nanometern (nm) exakt darstellen und ausmessen. 

Die EDX-Analyse liefert allerdings aufgrund der Größe der Anregungsbirne, welche häufig in der Größenordnung von ca. 1 µm liegt, keine exakte Zusammensetzung dieser Schichten.

Die Oberflächenempfindlichkeit der REM-EDX-Messung ist abhängig von:

• der Energie der verwendeten Elektronen

• der Ordnungszahl und der Dichte des zu untersuchenden Materials

• Bei REM-Aufnahmen von dem verwendeten Detektor.

Je nach Fragestellung setzen wir verschiedene spezialisierte Detektoren ein:

• Sekundärelektronendetektor (SE2): Optimal zur plastischen Darstellung der Oberflächentopographie.

• Rückstreudetektor (BSE / AsB): Zeigt lokale Unterschiede der Ordnungszahl über verschiedene Graustufen an (Materialkontrast).

• InLens-Detektor: Arbeitet extrem oberflächenempfindlich für feinste Oberflächendetails.

Ja, die Untersuchung nicht-leitender Materialien ist über zwei Wege ohne Probleme möglich:

• Niedervakuum-Modus (Variable Pressure): Die Analyse erfolgt bei wenigen Pascal in einer Stickstoffatmosphäre. Die Oberfläche Ihrer Probe bleibt dabei völlig unverändert.

• Sputtern / Beschichten: Bei extrem hohen Auflösungsanforderungen bedampfen wir die Probe vorab mit einer hauchdünnen, leitfähigen Schicht (z. B. aus Platin).

• Um Aufladungseffekte zu verhindern  können wir Aufnahmen in hoher Auflösung erstellen unter Verwendung einer sehr geringen Elektronenenergie von z.B. 500 eV und einer kleineren Blende.