Prakt. Met. Sonderband 30 (1999) 293 
Schnelle ortsaufgelöste Orientierungsanalyse am fokussierten Ionenstrahlmikroskop 
| J. Greiser, R. Spolenak, P. Müllner* und E. Arzt 
2380 Alfred. Max-Planck-Institut fiir Metallforschung, Stuttgart 
* neue Adresse: ETH-Ziirich, Institut fiir angewandte Physik, Ziirich 
Kurzzusammenfassung 
Das fokussierte Ionenstrahlmikroskop (Focussed Ion Beam, FIB) ist eine relativ neue Methode zur 
+ Vagazpe - Abbildung von metallischen Gefügen. Unter besonderen Voraussetzungen lässt sich der 
; Bildkontrast (Grauwert) mit der Kornorientierung eineindeutig  korrelieren. Die 
Orientierungsabhängigkeit der Sekundärelektronenausbeute wurde in stark texturierten dünnen 
Silberschichten mittels systematischer Kippexperimente und Rückstreuelektronenbeugung (Electron 
—— Backscattered Diffraction, EBSD) bestimmt. In kubisch flächenzentrierten Metallschichten können 
’ [001] und [111] orientierte Körner eindeutig unterschieden werden. Dies erlaubt eine schnelle und 
sichere Bestimmung der Flächenanteile der Texturkomponenten sowie deren räumlicher 
} Anordnung. Voraussetzungen und Möglichkeiten der ortsaufgelösten Orientierungsbestimmung am 
FIB werden diskutiert. 
Einleitung 
¢ white light 
} Viele makroskopische Eigenschaften polykristalliner Werkstoffe hidngen wegen der Anisotropie der 
7 wie lil Kristalleigenschaften stark von der Textur ab. In diesen Fillen ist die Charakteristisierung der 
ja ° Textur -z.B. mittels Röntgenbeugung- ein wichtiger Bestandteil der Gefügebeschreibung. Oft ist 
rag, bung aber nicht nur die "makroskopische Textur", d.h. die Häufigkeit einer bestimmten Orientierung, von 
Bedeutung, sondern auch die "mikroskopische Textur" (1), d.h. die räumliche Verteilung der 
oration Texturkomponenten. Die Beschreibung der mikroskopischen Textur erfordert die ortsaufgeloste 
: Messung von Orientierungen. 
ns indie pl Die Beschreibung der mikroskopischen Textur kann z.B. mittels der Riickstreuelektronenbeugung 
ies 3-01 (Electron Backscattered Diffraction, EBSD) erfolgen. Bei dieser Methode wird jedem Ortspunkt 
of whitedight (Pixel) eine Orientierung zugeordnet, was zu einer immensen Anhäufung von Daten führt und 
deshalb zeitintensiv ist. Oftmals ist die benötigte Information aber in einem Bruchteil der 
. Datenmenge enthalten. Beispiele hierfiir sind Fasertexturen, in denen nur eine Richtung von 
depversufi Interesse ist, oder zweikomponentige Texturen, wenn nur die Zuordnung eines Korns zu einer der 
beiden Texturkomponenten interessiert. Für solche Anwendungen können Methoden, die schnell 
nur die gewünschten Daten erfassen, sehr nützlich sein. 
Dünne Schichten sind ein Beispiel für Materialien, in denen die Eigenschaften ausgeprägt von der 
Textur und Korngröße abhängen, z.B. (2). Bei der Untersuchung des Kornwachstums an stark 
texturierten dünnen Silberschichten mit Hilfe des fokussierten Ionenstrahlmikroskops war auffällig, 
dass alle besonders groß gewachsenen Körner sofort an ihrem Grauwert identifiziert werden 
konnten (Bild 1). Diese Beobachtung führte zu der Vermutung, dass unter besonderen 
Voraussetzungen die Orientierung eines Korns anhand des Grauwerts automatisch bestimmt werden 
könnte. Der Kontrast der FIB-Abbildung beruht auf der Emission von Sekundärelektronen, 
ausgelöst durch Primärionen (3). Die Erzeugungsrate der Sekundärelektronen hängt von der 
Orientierung des Kristalls ab (4). Erste quantitative Messungen am FIB zur Kontraständerung 
abhängig von der Kristallorientierung wurden von Barr und Brown (5) an Aluminiumschichten 
durchgeführt. Sie haben gezeigt, dass eine eindeutige Beziehung zwischen Orientierung und