Rasterelektronenmikroskop REM

Grundlagen: Das Rasterelektronenmikroskop, kurz REM, ist seit seiner Erfindung nicht mehr aus der Wissenschaft und Forschung weg zu denken. Dank seiner leichten Handhabung und seiner hervorragenden Eigenschaften wird es weltweit benützt.
Bei Raster wird der zu untersuchende Gegenstand mit einem feinen Elektronenstrahl abgerastert. Trifft der Elektronenstrahl auf die Oberfläche werden verschiedene Effekte ausgelöst.

1.	Sekundärelektronen	Dieses Signal wird üblicherweise zur Bilderzeugung verwendet
2.	gestreute Elektronen	Die von der Oberfläche gestreuten Primärelektronen können im Bild Materialkontrast erzeugen
3.	Röntgenstrahlen	Auch die von den Primärelektronen generierten Röntgenstrahlen können zur Materialbestimmung genutzt werden.
4.	Fluoreszenzlicht	Da viele Materialen bei Elektronenbestrahlung fluoreszieren kann auch das entstehende Licht zur Bilderzeugung gemessen werden
5	induzierte Ströme	In Halbleitern können durch den Elektronenstrahl Ströme induziert und gemessen werden

Das Signal des entsprechenden Detektors wird verstärkt und in einem Raster auf einer Bildröhre dargestellt. Das Verhältniss der Größe des Aufnahmerasters zum Wiedergaberaster ergibt die Vergrößerung des Gerätes.
Wie man sieht ein REM ist ein universelles Instrument das für viele Untersuchungen eingesetzt werden kann. Allerdings sind REMs ziemlich teuer,zwischen 30.000 € und 300000 €.

Selbstbau:
Ein solches Supergerät ist kaum im Bastelkeller zu erstellen. Aber man kann ein einfaches REM bauen mit dem zumindest des Funktionsprinzip gut demonstriert werden kann.

Ein wichtiger Bestandteil des REMs ist die Vorrichtung zur Erzeugung des feinen Elektronenstrahls. Zu diesem Zweck wird hier eine Bildaufnahmeröhre, ein Vidikon, verwendet. Seit der Einführung der CCD-Bildaufnehmer werden Vidikons nicht mehr verwendet und können zu Spotpreisen von einigen Euros gekauft werden. Vidikons haben ein System mit dem ein feiner Elektronenstrahl erzeugt und über eine sogenannte Speicherplatte gerastert wird.Um ein Vidikon als REM zu verwenden muss nur diese Speicherplatte entfernt und durch die Probe ersetzt werden.


	verschiedene Vidikonröhren und deren Beschaltung als Elektronenmikroskop. Die auf der Probe entstehenden Sekundärelektronen werden durch das Feldnetz des Vikons abgesaugt und der dann durch die Probe fliessende Strom gemessen.

Für die folgenden Experimente wurde ein XQ 1272 Vidikon verwendet. Diese Röhre besitzt im Gegensatz zu den meisten anderen eine elektrostatische Fokussierung. Aber natürlich kann auch eine Röhre mit magnetischer Fokussierung verwendet werden.
Nachdem das Frontfenster des Vidikons mit einer Diamantsäge abgeschnitten wurde, kann die Röhre in einen Blindflansch eingeklebt werden. Als Mikroskopkammer wurde ein T-Stück mit NW40 Kleinflanschen verwendet.Der isoliert auf einem Flansch befestigte Probenteller wird von unten in die Kammer eingeführt.
Nach dem Aufschneiden der Vidikonröhre muss der Zusammenbau recht schnell gehen da die Emissionsschicht der Kathode durch die Berührung mit der Luft geschädigt wird. Am Besten spült man die Röhre nach dem Öffnen mit Ballongas (Helium) und hält die Öffnung immer nach unten. Wenn die Kammer zum Wechseln der Probe statt mit Luft ebenfalls mit Helium geflutetet wird kann die Kathode mindestens 100 Wechselzyklen aushalten.
Ist die Kathode dann doch erschöpft, was sich durch eine erhöhte Heizspannung äußert wird das nächste Vidikon aufgesägt und eingebaut.


Feines Drahtgitter: 20fache Vergrößerung	40fache Vergrößerung	80fache Vergrößerung


Integrierte Schaltung µA709	Mikroglühlampe	Armbanduhr

Das mit Photoshop künstlich eingefärbte Bild einer Zecke