Raster-Transmissionselektronenmikroskopie (STEM) ist eine leistungsstarke analytische Technik, die in der Materialwissenschaft und im Ingenieurwesen verwendet wird, um die Struktur und Zusammensetzung von Materialien auf atomarer Ebene zu untersuchen. Sie kombiniert die Prinzipien der Rasterelektronenmikroskopie (SEM) und der Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) und ermöglicht so eine detaillierte Bildgebung und chemische Analyse.

Bei der STEM wird ein fein fokussierter Elektronenstrahl über eine Probe abgetastet. Wenn dieser Elektronenstrahl mit der Probe interagiert, werden verschiedene Signale erzeugt, die detektiert und zur Bildgebung oder Analyse der Zusammensetzung der Probe verwendet werden können. Durch den Einsatz von Detektoren unterhalb der Probe können hochauflösende Bilder mit atomarer Information gewonnen werden.

Mehrere fortschrittliche Techniken sind mit STEM verbunden, um seine Fähigkeiten zu erweitern:

• 4D STEM: Erfasst Beugungsmuster an jeder Abtastposition, um mehrdimensionale Daten zu erhalten, die die Analyse komplexer Materialien ermöglichen.
• STEM/EDS (Energie-dispersive Röntgenspektroskopie): Kombiniert STEM mit EDS für eine detaillierte Elementaranalyse.
• Aberrationskorrigierte STEM: Verwendet Korrektoreinheiten zur Reduzierung von Aberrationen im Elektronenlinsensystem und verbessert so die Bildauflösung signifikant.
• Differenzieller Phasenkontrast-STEM: Ermöglicht die Abbildung von elektrischen Feldern innerhalb von Materialien und liefert Einblicke in die elektronischen Eigenschaften der Probe.

STEM ist für Forscher ein unverzichtbares Werkzeug geworden, das beispiellose Auflösung und analytische Fähigkeiten bietet, um die Feinheiten von Materialien zu entschlüsseln und Fortschritte in verschiedenen Bereichen wie der Nanotechnologie, der Halbleiterforschung und der Materialtechnik voranzutreiben.