Ortsaufgelöste Charakterisierung von AlGaAs/InGaAs-Heteroschichten im Raster-Transmissionselektronenmikroskop (RTEM):
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1993
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INHALTSVERZEICHNIS
LISTE
VERWENDETER
FORMELZEICHEN
UND
ABKUERZUNGEN
V
1.
EINFUEHRUNG
UND
PROBLEMSTELLUNG
1
2.
GRUNDLAGEN
5
2.1
PHYSIKALISCHE
GRUNDLAGEN
5
2.1.1
FUNKTIONSPRINZIP
DES
RTEM
5
2.1.1.1
PRINZIP
5
2.1.1.2
STRUKTURABBILDUNG
IM
RTEM
UND
REZIPROZITAETSTHEOREM
7
2.1.1.3
MIKROCHARAKTERISIERUNG
IM
RTEM
9
2.1.2
ANFORDERUNGEN
AN
DIE
ELEKTRONENSONDE
12
2.1.2.1
ELEKTRONENQUELLE UND
RICHTSTRAHLWERT
12
2.1.2.2
PRIMAERENERGIE
13
2.1.2.3
SONDENFORM
14
2.1.3
STREUUNG
SCHNELLER
ELEKTRONEN
22
2.1.3.1
ELASTISCHE
STREUUNG
23
2.1.3.1.1
STREUUNG
AM
ATOMKERN:
ABSCHIRMUNG
UND
24
RELATIVISTISCHE
KORREKTUR
2.1.3.1.2
LOKALISATION
ELASTISCHER
STREUUNG
26
2.1.3.2
INELASTISCHE
STREUUNG
26
2.1.3.2.1
IONISATION INNERER
SCHALEN
28
2.1.3.2.2
LOKALISATION
INELASTISCHER
STREUUNG
29
2.1.3.3
STREUUNG
AN
KRISTALLINEN
PROBEN
30
2.1.3.3.1
ELEKTRONENBEUGUNG
30
2.1.3.3.2
QUASIELASTISCHE
(PHONON-)
STREUUNG
33
2.
1.3.3.3
"CHANNELING
'
-EFFEKTE
34
2.1.3.4
WINKELABHAENGIGKEIT
DER
STREUPROZESSE
3
5
2.1.4
ALGAAS/INGAAS-HETEROSCHICHTEN
37
II
2.2
EXPERIMENTELLE
METHODEN
UND
MESSTECHNISCHE
GRUNDLAGEN
43
2.2.
1
EXPERIMENTELLE
TECHNIKEN
DER
ELEKTRONENBEUGUNG
IM
RTEM
43
2.2.2
BILDENTSTEHUNG
UND
KONTRAST
IM
RTEM
44
2
2
2
1
HELLFELD
(DUNKELFELD-)
UND
STRUKTURABBILDUNG
45
2.2.2.2
ORDNUNGSZAHLKONTRAST-ABBILDUNG
49
2.2.3
ELEKTRONENENERGIEVERLUST-SPEKTROSKOPIE
(EELS)
IM
RTEM
53
2
2
3
1
DAS
ELEKTRONENENERGIEVERLUST-SPEKTRUM
53
2.2
3
2
ERZEUGUNG
DER
ENERGIEDISPERSION
55
2.2.3
3
PARALLELE
DETEKTION
DER
SPEKTREN
59
2.2
3
4
QUANTITATIVE
AUSWERTUNG
FUER
DIE
ELEMENTANALYSE
61
2.2
3
5
ORTSAUFLOSUNG
UND
NACHWEISEMPFINDLICHKEIT
64
2.2.4
PRAEPARATION
DER
PROBEN
66
2.3
APPARATIVE
GRUNDLAGEN
68
2.3.1
AUFBAU
UND
FUNKTIONSWEISE
DES
VORHANDENEN
MESSSTANDS
68
2.3.1
1
DAS
VAKUUMSYSTEM
68
2.3
1.2
DIE
ELEKTRONENOPTISCHE
SAEULE
68
2.3.1.3
MIKROSKOPSTEUERUNG
UND
MESSWERTERFASSUNG
71
2.3.2
LEISTUNGSSTAND
DES
VORHANDENEN
MESSSTANDS
71
2.3.2.1
LEISTUNGSFAEHIGKEIT
UND
GRENZEN
DER
71
ELEKTRONENBEUGUNGSTECHNIKEN
2.3.2.2
LEISTUNGSFAEHIGKEIT
UND
GRENZEN
DER
HELLFELD
72
(DUNKELFELD-)
UND
STRUKTURABBILDUNG
2.3
2
3
LEISTUNGSFAEHIGKEIT
UND
GRENZEN
DER
74
ORDNUNGSZAHLKONTRAST-ABBILDUNG
2.3.2.4
LEISTUNGSSTAND
DER
EELS
76
3.
BISHERIGER
LEISTUNGSSTAND
IN
DER
ORTSAUFGELOESTEN
77
CHARAKTERISIERUNG
VON
ALGAAS/INGAAS-HETEROSCHICHTEN
M
4.
APPARATIVE
UND
MESSTECHNISCHE
VERBESSERUNGEN
81
4.1
VERBESSERUNG
DER
ABBILDENDEN
MESSTECHNIKEN
81
4.1.1
AUFBAU
DER
DIGITALEN
BILDAUFNAHME
UND
ENTSPRECHENDER
81
WEITERVERARBEITUNGSMOEGLICHKEITEN
4.1.2
BERECHNUNG
ELASTISCHER
STREUQUERSCHNITTE
82
4.1.3
OPTIMIERUNG
DER
ORDNUNGSZAHLKONTRAST-ABBILDUNG
85
4.1.3.1
EINSATZ
EINES
VERBESSERTEN
POLSCHUHS
FUER
DIE
OBJEKTIVLINSE
85
4.1.3.2
EINSATZ
EINES
OPTIMIERTEN
ADF-DETEKTORS
88
4.1.3.3
KALIBRIERUNG
DES
RTEM
88
4.1.4
DEMONSTRATION
DER
LEISTUNGSFAEHIGKEIT
DER
VERBESSERUNGEN
90
4,2
AUFBAU
DER
QUANTITATIVEN
ELEKTRONENENERGIEVERLUST-SPEKTROSKOPIE
21
4.2.1
AUFBAU
EINER
ZUM
RTEM
KOMPATIBLEN
PARALLELEN
DETEKTIONSEINHEIT
91
4.2.2
CHARAKTERISIERUNG
DER
PARALLELEN
DETEKTIONSEINHEIT
94
4.2.2.1
DISPERSION
UND
ENERGIEAUFLOESUNG
94
4.2.2.2
DUNKELSTROM,
RAUSCHEN
UND
EMPFINDLICHKEITSUNTERSCHIEDE
96
DES
INTENSIVIERTEN
PHOTODIODENARRAYS
4.2.2.3
DETEKTIONSEFFIZIENZ
98
4.2.3
AUTOMATISIERTE
DIGITALE
AUFNAHME
VON
EEL-SPEKTREN
99
4.2.4
QUANTITATIVE
WEITERVERARBEITUNG
DER
EEL-SPEKTREN
103
4.2.5
BERECHNUNG
INELASTISCHER
STREUQUERSCHNITTE
103
4.2.6
DEMONSTRATION
DER
LEISTUNGSFAEHIGKEIT
DER
VERBESSERUNGEN
107
5.
EXPERIMENTELLE
UNTERSUCHUNGEN
ZUR
LEISTUNGSFAEHIGKEIT
DER
110
ORDNUNGSZAHLKONTRAST-ABBILDUNG
AN
ALGAAS/INGAAS-HETEROSCHICHTEN
5,1
WAHL
DER
EXPERIMENTELLEN
PARAMETER
110
5.2
EINFLUSS
DER
PROBENDICKE
111
5.3
NACHWEISEMPFINDLICHKEIT
113
5.4
ORTSAUFLOESUNG
U5
5.5
GRENZEN
DES
VERFAHRENS
118
IV
6.
EXPERIMENTELLE
UNTERSUCHUNGEN
ZUR
LEISTUNGSFAEHIGKEIT
120
DER
ELEKTRONENENERGIEVERLUST-SPEKTROSKOPIE
AN
ALGAAS/INGAAS-HETEROSCHICHTEN
6.1
WAHL
DER
EXPERIMENTELLEN
PARAMETER
120
6.2
EINFLUSS
DES
SONDENSTROMS
UND
DER
INTEGRATIONSZEIT
120
6.3
NACHWEISEMPFINDLICHKEIT
123
6.4
ORTSAUFLOESUNG
126
6.5
GRENZEN
DES
VERFAHRENS
128
7.
ANWENDUNGEN
131
7.1
MOEGLICHE
ANWENDUNGEN
131
7,2
AUSGEWAEHLTE
BEISPIELE
132
7.2.1
BESTIMMUNG
DER
DICKE
UND
DER
CHEMISCHEN
ZUSAMMENSETZUNG
132
VON
HETEROSCHICHTEN
7.2.2
BESTIMMUNG
DER
GRENZFLAECHENQUALITAET
13
5
7.2.3
DIE
WIRKUNG
VON
ALAS/GAAS-UEBERGITTEM
ALS
PUFFERSCHICHT
137
7.2.4
KRISTALLDEFEKTE
138
7.2.5
HIGH
ELECTRON
MOBILITY
TRANSISTOR
(HEMT)-CHARAKTERISIERUNG
140
7.2.6
ORDERING-EFFEKTE
143
8.
VERGLEICH
UND
DISKUSSION
DER
ERGEBNISSE
146
9.
AUSBLICK
149
10.
ZUSAMMENFASSUNG
151
11.
LITERATUR
155 |
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