Rasterelektronenmikroskop
Definition
Das Rasterelektronenmikroskop, kurz REM, ist ein Elektronenmikroskop, das eine hochaufgelöste Abbildung der Oberflächenstruktur von Objekten ermöglicht. Dabei wird das Objekt zeilenweise mit einem Elektronenstrahl abgerastert. Aus der Wechselwirkung der Elektronen mit der Probe wird ein detailliertes Bild erzeugt.
Aufbau
Ein Rasterelektronenmikroskop besteht im Wesentlichen aus einer Elektronenquelle (z.B. Wolframkathode oder Lanthanhexaborid-Kristalle), der Probenkammer und einer Vakuumeinheit, da die Elektronenstrahlen sonst in der Luft gestreut werden. Verschiedene Ablenksysteme ermöglichen das "rastern". Die entstehenden Signale (z.B. Rückstreuelektronen) werden durch Detektoren erfasst.
Funktionsweise
Zur Nutzung des REM müssen biologische Proben entwässert und getrocknet werden. Meist werden sie auch chemisch fixiert (z.B. mit Glutaraldehyd). Zudem müssen sie leitfähig sein.
Im REM wird ein Elektronenstrahl über die Probenoberfläche geführt. Die dabei entstehenden Signale (z.B. Sekundärelektronen, Rückstreuelektronen) werden detektiert und in Helligkeitswerte umgerechnet, wodurch ein kontrastreiches Bild entsteht. Das Bild wird Punkt für Punkt aufgebaut, daher der Name „Raster“-Elektronenmikroskopie.
Die Elektronen werden typischerweise durch eine Elektronenkanone erzeugt und mithilfe elektromagnetischer Linsen gebündelt und abgelenkt. Je nach Signalquelle lassen sich unterschiedliche Kontraste darstellen:
- Sekundärelektronen (SE): liefern hochauflösende Oberflächenbilder
- Rückstreuelektronen (BSE): geben Materialkontraste wieder (z.B. nach Ordnungszahl)
- Röntgenstrahlung (EDX/EDS): erlaubt eine qualitative und quantitative Elementanalyse
Rasterelektronenmikroskope werden in der medizinischen Forschung zur Darstellung biologischer Strukturen (z.B. Mikroorganismen, Zellen) eingesetzt. Außerhalb der Medizin werden sie z.B. zur Untersuchung von Bruchflächen in der Werkstofftechnik oder zur Materialforschung angewendet.
