Ein hoch auflösendes Mikroskop, welches die Oberfläche oder das Innere eines Objekts mit Elektronen abbilden kann. Wesentlich höhere Vergrößerungen und tiefere Schärfen als beim regulären Lichtmikro­skop sind hierbei möglich. Auch hier gibt es – wie bei den gängigen Lichtmikroskopen ebenfalls - die Abhängigkeit des Auflösungsvermögens von der verwendeten Wellenlänge.

Vorgehensweise:
Das zu untersuchende Material wird im Hochvakuum mit einem Elektronenbündel be­stimmter Energie (z.B. 20 keV) bestrahlt. Die benötigten Elektronen werden meist von Wolframdraht, also einer Glühkathode, emit­tiert und erfahren Beschleunigung durch die zwischen Kathode und Anode (Ringanode) angelegte Hochspannung.

In einem Wehnelt-Zylinder befindet sich die Glühkathode mit einem im Vergleich zur Ka­thode negativeren Potential, so dass der Elektronenstrahl gebündelt wird.

Nach dem Durchgang der Elektronen durch die Ringanode wird der Strahl mit einem Sys­tem magnetischer Linsen bzw. Blenden fokussiert und auf die Probe gelenkt. Beim Trans­missionselektronenmikroskop (TEM) liegt das Probenmaterial in Form einer dünnen Schicht vor (als Dünnschliff mit z.B. 0,05 µm Dicke oder als Abdruck der ursprünglichen Oberfläche). Durch Detektion des durch die Schicht hindurch tretenden Anteils der Elektro­nen erhält man ein Abbild der zu untersuchenden Probe. Im Gegensatz zum TEM gelan­gen beim Rasterelektronenmikroskop (REM) die von der Probe reflektierten Elektronen in den Detektor, so dass auch eine Untersuchung dickerer Schichten möglich ist. Der Elek­tronenstrahl wird dabei durch einen Rastergenerator zeilenförmig über die Probenoberflä­che gelenkt. Je nach Energie der auftreffenden Elektronen und Art des Probenmaterials dringt der Strahl verschieden tief in die Oberfläche ein, so dass die zum Abbild der Probe beitragenden Elektronen teilweise auch aus tieferen Schichten stammen. Da beim Be­schuss des Probenmaterials mit energiereichen Elektronen auch Röntgenstrahlung er­zeugt wird, ist eine Kombination von REM und Röntgenmikroanalyse besonders sinnvoll für Oberflächenanalysen (bei galvanischen Schichten, Lackfilmen, PVD- und CVD-Schich­ten).
(Quelle auszugsweise: „Magazin für Oberflächentechnik“)