Die Eignung und die Grenzen der Verfahren der Mikrobereichsund Oberflachenanalyse fur die Untersuchung von Werkstoffproblemen werden unter Anwendung von, der analytischen Chemie analogen, Kriterien diskutiert. In die Betrachtungen einbezogen werden die Elektronenstrahl-Mikroanalyse (ESMA), die Auger Elektronen Spektroskopie (AES), die Rontgenphotoelektronen Spektroskopie (XPS) sowie die Rontgen-Mikroanalyse (EDX) und die Elektronen-Energieverlust Spektroskopie (EELS) in der analytischen Transmissions-Elektronen-Mikroskopie (ATEM). Als Kriterien fur die Einsetzbarkeit dieser Verfahren in der Werkstoff-Forschung werden die allgemeine Anwendbarkeit, die Nachweisgrenze, die Reproduzierbarkeit , die quantitative Analyse, die Ortsauflosung und die bindungsspezifischen Informationen betrachtet.
1 Einleitung
Die Eignung der Verfahren der Mikrobereichs-und Oberflachenanalyse fiir die Losung von Werkstoffproblemen kann anhand einiger, der analytischen Chemie analogen, Kriterien beurteilt werden. Im folgenden werden diese Kriterien an einigen Beispielen, uberwiegend aus der Auger Elektronen Spektroskopie (AES, Auger electron spectroscopy) und unter Abgrenzung zur Elektronenstrahl-Mikroanalyse (ESMA), zur Rontgenphotoelektronen Spektroskopie ( X P S , X-ray photoelectron spectroscopy), zur Elektronen-Energieverlust Spektroskopie (EELS, electron energy loss spectroscopy) und zur energiedispersiven Rontgenmikroanalyse (EDX, energy dispersive X-ray microanalysis) in der analytischen Transmissions Elektronen Mikroskopie (ATEM) diskutiert.
2 lnformationsgewinnung 2.1 Prinzip
Bei der Ermittlung der chemischen Zusammensetzung und der Struktur der Werkstoffe im Mikrobereich wird stets nach dem gleichen Prinzip verfahren (Abb. I ) . Es wird eine Anregung, z.B. in Form einer elektromagnetischen Strahlung (Rontgenstrahlung, Licht) oder einer Korpuskularstrahlung (Elektronen, Ionen), auf das zu untersuchende Material gesendet. Die Strahlung tritt in Wechselwirkung mit den Bausteinen des Materials (Atome, Molekule, Kristallgitter). Als Folge dieser Wechselwirkung wird die Strahlung modifiziert. Die Bausteine des Materials werden in einen angeregten Zustand uberfiihrt. Ein Teil der Primarstrahlung ubertragt in einem inelastischen StreuprozeB Energie auf das Material, ein weiterer Teil andert in einer elastischen Streuung die Bewegungsrichtung. Die ubertragene Energie emittieren die