Moderne Elektronenmikroskopie: Analyse von Oberflächenstrukturen kombiniert mit chemischer Information

Mal fällt ein Bauteil aus, mal gibt es Probleme bereits in der Produktion. Farbliche Änderungen, Ausblühungen oder ein Anlaufen der Oberfläche können Anlass für Oberflächenanalytik sein. Mögliche Fehlerbilder gibt es reichlich. Auch Entwicklungsprozesse können oft durch begleitende Analytik beschleunigt werden. Durch regelmäßige Chargenkontrollen lässt sich die Produktion absichern. Auch die Forschung verlangt nach genauer Strukturaufklärung.
Die Ergebnisse einer  REM/EDX Analyse bieten durch Ihre Kombination von struktureller Information und chemischer Elementinformation einen sehr guten ersten Einblick in die Eigenschaften der Oberfläche. In der REM/EDX Analyse wird die Oberfläche mit einem fein fokussierten Elektronenstrahl Punkt für Punkt abgetastet. Die durch den Beschuss emittierten Sekundärelektronen stammen aus der unmittelbaren Umgebung des Auftreffpunktes des Primärelektrons.
Dadurch lassen sich Strukturen im Bereich von Nanometern abbilden. So werden Vergrößerungen erreicht, die auch guten Lichtmikroskopen nicht möglich sind. Dabei kann nicht einfach nur die Topographie einer Oberfläche abgebildet oder Oberflächenparameter normgerecht bestimmt werden. Bei einer derart feinen Lateralauflösung der REM/EDX Analyse können Partikel auf der Oberfläche auf ihre Struktur hin untersucht werden. Beispielsweise wird die Kristallinität von Ablagerungen oder Ausblühungen auf Oberfläche sichtbar. Die Kristallform lässt bereits Rückschlüsse auf die Art der Substanzen auf der Oberfläche zu.
So bilden Kunststoffadditive beispielsweise typische Kristalle an der Oberfläche und lassen sich von anderen Kontaminationen unterscheiden. Durch die Verwendung zusätzlicher Analysatoren wie zum Beispiel eines EDX Analysators in der REM/EDX Analyse können zusätzlich direkte Informationen der chemischen Elemente an der Oberfläche gewonnen werden.
Der EDX Analysator detektiert die Röntgenstrahlung, die beim Elektronenbeschuss entsteht. Sie ist charakteristisch für jedes einzelne Element. Das chemische Mapping der Oberfläche ergänzt die topographische Information. Hier ist die Lateralauflösung im Bereich von Mikrometern jedoch etwas geringer. Diese Kombination macht die REM/EDX Analyse sehr universell einsetzbar. Auch auf unbekannten Oberflächen ergibt sich schnell ein leicht verständliches Bild. Viele Fragen lassen sich so bereits beantworten. Selbst wenn die REM/EDX Analyse in manchen Fällen noch kein vollständiges Ergebnis liefert, bietet sie dennoch gute Hinweise, welche weitere Analytik zielgerichtet eingesetzt werden sollte.
Die REM/EDX Analyse ist deshalb in vielen ein sehr guter Einstieg in eine detaillierte Oberflächenanalytik. Die REM/EDX Analyse ist zu Recht eine weit verbreitete Technik. Dafür benötigt man nicht zwingend ein eigenes Gerät oder die Kompetenz, das Gerät zu bedienen und die Daten auszuwerten. Die REM/EDX Analyse wird von spezialisierten Laboren als Dienstleistung angeboten.