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Erster internationaler Ringvergleich zur Raman-Tiefenprofilierung durchgeführt

04.06.2015

Die konfokale Raman-Mikroskopie ermöglicht die Identifikation chemischer Komponenten oder kristalliner Phasen einer Probe. Dabei werden nur die Informationen aus einer eng begrenzten Fokusebene detektiert und ausgewertet, während eine Apertur das Streulicht von außerhalb dieser Ebene ausblendet. Durch punkt- bzw. zeilenweises Rastern der Probe erhält man nicht-invasive, bildgebende Verfahren, mit deren Hilfe sich die Zusammensetzung der Probe in 2D oder 3D bei einer Ortsauflösung im sub-µm Bereich darstellen lässt.

Während beim Rastern einer Oberfläche (2D Raman Mapping) die Abbildungseigenschaften des Mikroskops unverändert bleiben, kommt es bei der Fokussierung des Anregungslasers in die Tiefe einer transparenten Probe (Raman Tiefenprofilierung) zu Abbildungsfehlern, die zu einer Verzerrung der Tiefenauflösung führen. Als Folge davon wird die Abbildung der gemessenen Pobeneigenschaft als Funktion der Eindringtiefe zunehmend verfälscht.

Um diese Effekte besser abschätzen und ggf. korrigieren zu können, wurde im Rahmen des EMRP-Projekts NEW02 (Metrology for Raman Spectroscopy) unter Federführung der PTB erstmals ein internationaler Ringvergleich (PTB, NPL, INRiM, Inmetro) zur Raman-Tiefenprofilierung durchgeführt. Als Referenzproben dienten dabei Polymerfilme aus Polystyrol (PS), Polymethylmethacrylat (PMMA) und Polyethylenterephthalat (PET), aus denen verschiedene Mono-, sowie alternierende Multischichtpräparate mit Schichtdicken im Bereich 10 ... 100 µm hergestellt und an die teilnehmenden NMIs verschickt wurden. Die Rückführung der Schichtdicken auf die SI-Einheit der Länge wurde mittels topographischer Messverfahren ebenfalls in der PTB durchgeführt.

Abb.: Von den Ringvergleichsteilnehmern experimentell bestimmte, komprimierte Tiefenprofile eines 50 µm PMMA Films im Vergleich zum idealen Tiefenprofil.