Spot Profile Analysis - Low Energy Electron Diffraction

  Seit ihrer Entdeckung 1927 durch Davison und Germer wird die Beugung von Elektronen erfolgreich zur Untersuchungen kristalliner Strukturen eingesetzt. Dabei ist die Methode wegen der geringen Eindringtiefe für Elektronen im Energiebereich 50 - 200 eV sehr oberflächenempfindlich. Während die Symmetrie des Beugungsbildes, also der Reflexpositionen, Aufschluss über die Symmetrien der Atomanordnungen der Oberfläche gibt, ermöglicht die Analyse von Reflexintensitäten abhängig von der Elektronenenergie die hochgenaue Bestimmung von Atompositionen in Einheitszellen der Oberfläche. Schon bei perfekten Oberflächen sind dazu aufwendige Simulationsrechungen notwendig, da Mehrfachstreuung der Elektronen in der Oberflächen nicht vernachlässigt werden kann. Die genaue Analyse der Verteilung gestreuter Intensität in der Nähe einer Reflexposition kann Aufschlüsse über Defekte an der Oberfläche geben, wie etwa Stufendichten oder Inselgrößen. Beschränkt man die Analyse dabei tatsächlich auf die Reflexprofile, so ist der notwendige Rechenaufwand gar nicht mal so groß ...
Als diese Methode Ende der Siebziger in Hannover entwickelt wurde, mußte ein Instrument her, dass Reflexprofile mit hoher Auflösung vermessen konnte. Die eigene Entwicklung führte zum SPA-LEED, das heute viele Gruppen weltweit bei der Oberflächenanalyse unterstützt. SPA-LEED steht für "spot profile analysis of low-energy electron diffraction" (Reflexprofilanalyse bei der Elektronenbeugung). Weiterentwicklungen aus Hannover sind das ELS-LEED (SPA-LEED plus Energieauflösung) und das SPA-RHEED (SPA für RHEED).