Welche Faktoren beeinflussen die Auflösung eines Transmissionselektronenmikroskops?
A. Durchmesser des einfallenden Elektronenstrahls: die Grenze der Auflösungsleistung des SEM. Im Allgemeinen kann der minimale Punktdurchmesser einer Glühkathoden-Elektronenkanone auf 6 nm reduziert werden, und eine Feldemissions-Elektronenkanone kann den Punktdurchmesser auf weniger als 3 nm reduzieren.
B. Expansionseffekt des einfallenden Elektronenstrahls in der Probe: Der Diffusionsgrad hängt von der Elektronenenergie des einfallenden Strahls und der Ordnungszahl der Probe ab. Je höher die Energie des einfallenden Strahls und je niedriger die Ordnungszahl der Probe, desto größer das Volumen des Elektronenstrahls, desto größer der Bereich des durch die Diffusion des Elektronenstrahls erzeugten Signals, wodurch die Auflösung verringert wird.
C. Abbildungsverfahren und verwendetes Modulationssignal: Bei dem Sekundärelektronen-Modulationssignal ist wegen seiner geringen Energie (weniger als 50 eV) die durchschnittliche freie Reichweite kurz (etwa 10 – 100 nm), sodass Sekundärelektronen nur in einer Oberflächenschicht in einer Tiefe von 50 – 100 nm von der Probenoberfläche entweichen können; die Anzahl der Streuungen ist sehr begrenzt und breitet sich grundsätzlich nicht seitlich aus, sodass die Auflösung des Sekundärelektronenbildes ungefähr dem Durchmesser des Strahlflecks entspricht. Werden Rückstreuelektronen als Modulationssignal verwendet, können die Rückstreuelektronen wegen ihrer hohen Energie und Durchdringungsfähigkeit aus tieferen Bereichen der Probe entweichen (etwa 30 % der effektiven Tiefe). In dieser Tiefenspanne haben die einfallenden Elektronen eine recht weite seitliche Ausdehnung, sodass die Auflösung des Rückstreuelektronenbildes geringer ist als die des Sekundärelektronenbildes und im Allgemeinen bei etwa 500 – 2000 nm liegt. Wenn die Absorption von Elektronen, Röntgenstrahlen, Kathodolumineszenz, Leitfähigkeit oder Potenzial des Strahls als Modulationssignal oder in anderen Betriebsarten verwendet wird, ist die Auflösung des resultierenden Scanbilds aufgrund des Signals aus der gesamten Streuregion des Elektronenstrahls relativ niedrig und variiert im Allgemeinen im Bereich von 1.000 bis 1.000 nm oder mehr.
