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Lexikon der Biologie: Rasterelektronenmikroskop

Rasterelektronenmikroskop s, Abk. REM, Scanning-Elektronenmikroskop, Abk. SEM, Emissionsmikroskop, mit Elektronenstrahlen (Elektron) arbeitendes Rastermikroskop. Im REM wird das zuvor schonend getrocknete Präparat im Vakuum mit einem sehr eng gebündelten, zumeist einer Glühkathode ( Elektronenmikroskop ) entstammenden Primärelektronenstrahl (Durchmesser 0,5–10 nm) abgetastet ( vgl. Abb. 1 ). Die durch diesen Elektronenbeschuß aus den getroffenen Präparatstellen herausgeschleuderten, energiearmen und leicht ablenkbaren Sekundärelektronen werden mit einer elektrischen Spannung von etwa +100 V von einer seitlich angebrachten Netzanode (Detektor, Kollektor) „abgesaugt“, die entsprechenden Impulse über ein Verstärkersystem (Szintillator und Photomultiplier) auf einen Monitor geleitet, wobei sie, vom gleichen Zeilengenerator wie der Abtaststrahl gesteuert, wieder ein Zeilenbild des ursprünglichen Objekts aufzeichnen. Zur Begrenzung der Eindringtiefe des Primärstrahls in das Objekt bzw. zur Gewinnung ausschließlich von Oberflächenelektronen wird die Strahlspannung des Primärstrahls mit ca. 10 kV verhältnismäßig niedrig gehalten, was ein sehr hohes Vakuum im Mikroskoptubus erfordert. Um lokale elektrostatische Aufladungen in den Objekten zu vermeiden, müssen diese nach vorheriger strukturerhaltender Trocknung mit einer leitenden Metallschicht bedampft werden. Der Bildkontrast wird durch die Anzahl der von den einzelnen Objektpunkten in den Detektor gelangenden Sekundärelektronen, also durch die Neigung der Objektpartien zum Detektor, bestimmt (Neigungskontrast). So stellt das Monitorbild das Objekt dar, als sei es vom Detektor her beleuchtet. Das Auflösungsvermögen hängt von der Dicke des Primärelektronenstrahls und der Zeilenzahl ab; es liegt im Durchschnitt bei 5–10 nm, im Extremfall bei 0,5 nm. Da die eng gebündelten Elektronen im Primärstrahl nahezu parallel verlaufen, ist die Schärfentiefe sehr hoch ( vgl. Abb. 2 ). So erhält man im REM überaus plastisch wirkende Oberflächen-(„Auflicht“-)Abbildungen der betreffenden Objekte in einem Vergrößerungsbereich zwischen etwa 50facher und 100.000facher, im Extrem 1.000000facher Vergrößerung. ESEM, Rastersondenmikroskopie, Raster-Kraftmikroskop, Raster-Transmissionselektronenmikroskopie, Raster-Tunnelelektronenmikroskop.



Rasterelektronenmikroskop

1 Schematischer Aufbau eines Rasterelektronenmikroskops (stark vereinfacht dargestellt).



Rasterelektronenmikroskop

2 Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen a einer Kieselalge (Diatomee), b der Tornaria-Larve eines Eichelwurms

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