Chemische Phasenanalyse einer Schichtstruktur
Es kann vorteilhaft sein, hyperspektrale Bilder auf die Existenz chemischer Phasen zu prüfen, ohne vorherige Annahmen anzuwenden. Die Bruker-ESPRIT-AutoPhase-Prozedur findet automatisch Regionen ähnlicher Zusammensetzung in einem HyperMap basierend auf der Hauptkomponentenanalyse der Spektren. Die Empfindlichkeit dieser Prozedur ist einstellbar. Die Herangehensweise wird am Beispiel eine Schichtstruktur im Querschnitt demonstriert.
Das erste Bild zeigt die Elementverteilung der Probe, das zweite Bild zeigt einige Einzelphasen. Diese können automatisch durch die AutoPhase-Prozedur gefunden werden, oder mit Hilfe der Vordefinition bestimmter Probenregionen, welche dann jeweils durch die Prozedur bei weiterer Analyse des gesamten Maps jeweils als Einzelphasen behandelt werden. Die chemische Zusammensetzung der so oder so gefundenen Phasen kann festgestellt und einer bestimmten Substanz zugeordnet werden, falls diese bekannt ist. Die Festlegung der Probenregionen, die für die Phasenanlyse des gesamten HyperMaps verwendet werden sollen, kann aufgrund von vorherigem Wissen über die Probe erfolgen oder aufgrund von Erkenntnissen der ersten annahmefreien Phasenanalyse.
Beispielhaft wurden hier nach der ersten annahmefreien Phasenanalyse drei interessante repräsentative Probenbereiche ausgewählt. Diese sind durch 2 große Rechtecke und einen kleinen Kreis markiert. Das zweite Bild zeigt das Resultat der zweiten AutoPhase-Anwendung auf das gesamte Map. Zwei Phasen, die sich im Zn- und Cd-Gehalt unterscheiden und das eigentliche Interesse dieser Studie darstellen, wurden in allen Bereichen des HyperMaps richtig zugeordnet. Die durch den Elektronenstrahl erzeugte Kohlenstoffkontamination der Probenoberfläche wurde ebenfalls korrekt einer Phase zugeordnet und auch in anderen Probenbereichen als der markierten Region 2 gefunden. Die graue Region auf der linken Seite hat offenbar eine andere Zusammensetzung als die vordefinierten Probenbereiche und konnte deshalb keiner der drei vordefinierten Phasen zugeordnet werden. Die Schicht auf der rechten Seite enthält ähnliche Spezies wie die Kontamination Nr. 2. Eine weitere Verfeinerung der AutoPhase-Prozedur durch Erhöhung der Empfindlichkeit der Phasenanalyse könnte Aufschluss über potentielle Unterschiede zwischen Region Nr. 2 und der Schicht auf der rechten Seite liefern.
