MPE Jahresbericht 1999 / MPE Annual Report 1999


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Experimentelle Entwicklung und Projekte /
Experimental Development and Projects

7. Wissenstransfer 7. Know-how transfer

7.1 Komplexitätsanalyse

7.1 Complexity Analysis

Die ''quantitative Analyse komplexer Systeme'' ist ein Forschungsschwerpunkt der Theoriegruppe. Die Vielfalt statischer und dynamischer komplexer Systeme erfordert einen grundlegenden Forschungsansatz, der durch gezielte Auswahl unterschiedlicher Anwendungsbeispiele laufend erweitert und verbessert wird. Diese Forschungsstrategie hat sich als sehr erfolgreich erwiesen. Die in den vergangenen Jahren im Bereich der Analyse komplexer Systeme entwickelten Verfahren haben über die Anwendungen in der Astrophysik hinaus (z.B. Nichtlineare Analyse des solaren Windes, Quantifizierung der großräumigen Struktur im Universum, siehe Kapitel II.4.2) zu einer Vielzahl von interdisziplinären Kooperationen mit externen Forschungsinstituten (z.B. Medizin, Umweltforschung, Ingenieurwissenschaften) und mit Partnern in der Industrie geführt. Der Grad des Wissens-transfers reicht dabei von der Durchführung kleiner Pilotstudien zur Entwicklung von Analysekonzepten über Machbarkeitsstudien bis hin zur Abgabe von Lizenzen auf vorhandene Schutzrechte.

The quantitative analysis of complex systems is one of the main research areas of the theory group. The diversity of structural and dynamical complex systems requires a fundamental approach. Through a selective choice of diversified examples this approach was continuously broadend and improved. This strategy has turned out to be very successful. Within the last years a number of methods for the analysis of complex systems has been developed. These were applied not only to astrophysical questions (e.g. nonlinear analysis of the solar wind, quantification of the large-scale structure of the universe, see Chapter II.4.2a) but also to many biological and technical systems in order to achieve a better understanding. The developments led to various interdisciplinary cooperations with partners at science institutes of very different disciplines (e.g. medicine, environmental research, engineering) and with industrial partners. The level of know-how transfer covers a wide range in e.g. performing small pilot studies for developing analysis concepts, feasibility studies, and licence agreements on existing patents.

Aufgrund des universellen Ansatzes zur Datenanalyse und Informationsextraktion erstreckt sich das Spektrum im Wissenstransferbereich von der Analyse technischer Systeme bis zur Diagnoseunterstützung aus der Labor- und Medizintechnik. Neben den bereits länger währenden Projekten wie der Früherkennung des malignen Melanoms, der Tumorvolumetrie bei Krebspatienten, dem Monitoring der fetalen Herzfrequenz in der Pränatalforschung wurden die strukturellen und dynamischen Komplexitätsmaße unter anderem zur Untersuchung von Gurtsystemen in PKWs, zur Bestimmung von Inhaltsstoffen in Nahrungsmittelproben, zur Disease-Pattern-Recognition, der quantitativen Beschreibung von Medikamentenwirkung, dem Monitoring in der Anästhesie oder zur strukturellen Dekomposition in der Raster-Sonden-Mikroskopie eingesetzt.

Due to the universal concept of data analysis and information extraction the spectrum of know-how transfer covers a wide range of applications, in particular for diagnostic purposes in technical and biological systems. Our ''complexity measures'' are already in use for the early recognition of malignant melanomas, for the quantitative tumor volumetry in cancer patients, and for the detection of fetal disorder by analysing fetal heart rate variability. In addition, new studies were performed, for instance testing seat belts in motor cars, quantitative determination of ingredients in food probes, disease pattern recognition, studying drug effects (and side-effects), and the structural decomposition of images obtained with scanning tunneling microscopes.
Abb. III-17: Erkennung maligner Melanome: Receiver-Operating-Characteristic (ROC) - Kurve verschiedener bildanalytischer Merkmale (Asymmetrie, Berandung, Farbigkeit und Strukturvielfalt) sowie für die Gesamtbewertung. In den ROC-Kurven wird der Anteil korrekt identifizierter Melanome (Sensitivität des Merkmals) der Rate der richtigerweise als gutartig klassifizierten Hautveränderungen (Spezifität) gegenübergestellt.

Fig. III-17: Detection of malignant melanomas: Receiver-operating-characteristic (ROC)-Curve of different quantified features of a skin lesion (asymmetry, border, color, and differential structures) as well as of the combined score. The ROC-Curves show the fraction of correctly identified melanomas (sensitivity) versus the rate of truely negative classified skin lesions (specificity).

Zur frühzeitigen Erkennung des malignen Melanoms wurde der am MPE entwickelte diagnostische Teil soweit fertiggestellt, daß die Umsetzung der Verfahren auf eine kommerzielle Plattform erfolgen konnte. Die zur Diagnoseunterstützung entwickelte Quantifizierung dermatoskopischer Bildinhalte wie Asymmetrie, Berandung, Farbe und Differentialstrukturen (dermatoskopische ABCD-Regel) konnte im letzten Projektabschnitt in einer umfangreichen Validierungsstudie an histopathologisch befundetem Material mit sehr gutem Erfolg verifiziert werden (Abb. III-17). Inhaltlich und methodisch verwandt zu diesem Thema ist die Tumoranalyse (z.B. Volumetrie, Strukturanalyse der tumorösen Gebiete etc.) bei Krebspatienten (in Zusammenarbeit mit dem Inst. für Röntgendiagnostik, TU München) basierend auf CT-Volumendaten. Hierzu wurden neue Segmentierungsalgorithmen entwickelt, die Elemente des Bereichswachstums- und Wasserscheidenverfahrens verwenden. Sie beinhalten am MPE entwickelte nichtlineare Filtermethoden in einem vierdimensionalen künstlichen Darstellungsraum, der durch die drei Ortskoordinaten und den Grauwert der Voxel aufgespannt wird. Derzeit werden die entwickelten Segmentierungsalgorithmen zur volumetrischen Analyse von Magenkarzinomen in Rahmen einer umfangreichen Studie im klinischen Einsatz getestet und das Segmentierungsmodell auf die volumetrische Auswertung von Bronchialkarzinomen ausgeweitet.

Among the aforementioned examples the early detection of skin cancer using new image analysis techniques is one of the most advanced projects. Developed at MPE, the analysis system which quantifies asymmetry, border, color, and differential structures of skin lesions (dermatoscopic ABCD-rule) has been completed for a commercial release as part of a dermatoscopic workplace. A prerequisite was, that the diagnostic value of the developed measures had to be verified in an extended validation study considering also histopathological findings (Fig. III-17). Related to this project is the analysis of tumors (volumetry, structural description of tumorous tissue) in cancer patients (in collaboration with the Institut für Röntgendiagnostik, TU München), based on computer tomographies. New segmentation algorithms have been developed, which combine elements of region growing and watershed algorithms. Nonlinear filter methods, developed at the MPE, are applied to data representations in a four-dimensional vector space spanned by the spatial coordinates and the corresponding hounsfield (density) values. At present, the developed algorithms are clinically tested on carcinomas of the stomach. The next task will be to modify the segmentation model for other tumor entities such as those in bronchial tubes.
Im Bereich der Zeitreihenanalyse haben insbesondere zwei seit längerem durchgeführte und immer wieder erweiterte Studien zur Pränatalforschung und deren Ergebnisse zu konkreten Transfer- und Kooperationsverhandlungen mit einem weltweit führenden Medizininstrumentehersteller geführt. Die methodischen Ergebnisse dieses Projekts, das zusammen mit der Frauenklinik der TU München durchgeführt wird, sollen in einen on-line Monitor zur Geburtsüberwachung einmünden.

In the area of prenatal monitoring two studies employing methods from nonlinear time series analysis have led to a preliminary cooperative agreement with one of the world's leading companies in clinical measurements. The methods developed so far, in cooperation with the Frauenklinik of the TU München, will be improved in the planned joint project with the industrial partner and will then be used for on-line monitoring in obstetrics.
Die Erfahrungen mit der Analyse von Polysomnographien (synchrone Aufzeichnung vieler physiologischer Parameter im Schlaflabor, vgl. z.B. Jahresbericht 1998) sind hilfreich für ein neu begonnenes Projekt (Kooperation mit Klinik für Anästhesiologie der TU München), das sich mit der differenzierten Bestimmung der Anästhesietiefe befaßt. Es wurden die technischen Voraussetzungen geschaffen unter standardisierten Bedingungen (Prämedikation, Narkosemittel, etc.) sehr unterschiedliche Datenströme zeitsynchron im Operationssaal aufzunehmen. Die intraoperativen Ableitungen von u.a. EEG, EKG, Blutdruck und respiratorischen Kenngrößen (Sauerstoff- und Kohlendioxidspannungen) werden in höherdimensionale Merkmalsräume eingebettet und mit Komplexitätsmaßen beschrieben. Damit soll der Narkosezustand quantitativ charakterisiert und der Anästhesist bei anstehenden Entscheidungen unterstützt werden.

The experience gained in the analysis of polysomno-graphies (records of physiological observables synchronously obtained in the sleeping laboratory, see e.g. annual report 1998) allowed us to make a rapid start on a new ambitious project (together with Intitut für Anesthesiology, TU München): the assessment of the anesthetic state in patients during surgery. In the first stage the technical prerequisites of standardized data acquisition of very different intraoperative observables have been carried out. The concept is to embed various biosignals, for instance EEG, ECG, blood pressure, respiration (e.g. partial pressures of O2 and CO2), in high-dimensional state spaces for characterization using ''complexity measures''. The aim is a comprehensive anaesthetic state description in order to assist the anesthetist during surgery.
Verfahren aus der Theorie dynamischer Systeme spielen schließlich auch eine wichtige Rolle bei der Interpretation von Bildern, wie sie mit Raster-Sonden-Mikroskopen gewonnen werden. In einem gemeinsamen Forschungsprojekt mit der Fakultät für Geowissenschaften der Ludwig-Maximilians-Universität München (unter der Leitung der LMU) soll das Verständnis von organischen und biologischen Molekülfilmen auf kristallinen Festkörpern erweitert werden. Zur Bildgewinnung stehen Raster-Tunnel-Mikroskop (STM), Raster-Kraft-Mikro-skop (AFM) und optisches Nahfeld-Mikroskop (SNOM) zur Verfügung.

Methods originating from the theory of complex dynamical systems play also an important role for the interpretation of images generated by scanning probe microscopes. In a collaboration together with the Fakultät für Geowissenschaften der Ludwig-Maximilians-Uni-versität München, the basic understanding of the behaviour of organic and biological molecular films on crystalline surfaces will be extended. The images are generated by scanning tunneling microscopes, atomic force microscopes and scanning near field optical microscopes.

Es wird unter anderem untersucht, inwiefern DNA-Moleküle bei ihrer Adsorbtion auf einem Festkörper geordnete Strukturen bilden, die prebiotischen Anordnungen entsprechen. Dazu werden die DNA-Basen auf z.B. Graphit aufgebracht und die dabei entstandenen zwei-dimensionalen Molekülkristalle mit einem Raster-Tunnel-Mikroskop abgebildet. Die so entstandenen Bilder sind der Ausgangspunkt für die Strukturbestimmung der Molekülkristalle. Die Abb. III-18 zeigt Thio-Uracil auf Graphit nach der Bildverbesserung. Ferner sind die Einheitsvektoren des Molekülkristalls und die Ergebnisse einer von uns durchgeführten Molecular-Modelling Simulation eingezeichnet. In der oberen rechten Ecke ist ein Raster-Tunnel-Bild des darunterliegenden Graphitkristalls eingeblendet.

One particular investigation is the formation of ordered structures of DNA molecules during adsorption on solids, which correspond to prebiotic arrays. For that purpose DNA-bases were applied to e.g. graphite and the two-dimensional molecular cystals formed were imaged using a scanning tunneling microscope. The generated images are the starting point for the structure determination of the molecule crystals. Fig. III-18 shows thio-uracil on graphite after image enhancement. Also shown are the unit vectors of the molecular crystal and the results of a molecular modelling simulation performed by our group. In the upper right corner a scanning tunneling image of the underlying graphite is shown.
Abb. III-18: Raster-Sonden-Mikroskopische Aufnahme von Thio-Uracil auf Graphit nach Bildverbesserung. Der Vergleich mit den Ergebnissen der numerischen Simulation (Bildmitte) weist darauf hin, daß die hellen Bereiche im verbesserten Raster-Tunnel-Bild den Schwefel-Wasserstoff-Brückenbindungen entsprechen, während die dunklen Bereiche OH-Brücken abbilden.

Fig. III-18: Scanning Tunnelling Microscopic (STM) image of thio-uracil on graphite after image enhancement. The comparison with results of a numerical simulation indicates that the light regions of the enhanced scanning tunnelling image correspond to sulfur-hydrogen bonds, while the dark regions represent OH-bonds.

Ein weiteres wichtiges Forschungsziel ist die Feinkartierung und Manipulation von Chromosomen mit Hilfe von Raster-Sonden-Mikroskopen. Hierbei werden Methoden entwickelt, spezifische Regionen im menschlichen Genom aus gestreckten Chromatinfäden und Metaphasechromosomen zu isolieren.

A further important aim of the research is the fine charting and manipulation of chromosomes using scanning probe microscopes. For that purpose methods are developed in order to isolate specific regions of the human genome from extended chromatine fibers and metaphase chromosomes.

Diese Forschungen wurden unterstützt vom DLR (50.TT.9527.9 und 50.TT.9731.0), mit Mitteln der Verbundforschung (05.3ME62A(0)), der DFG (He 1617-6/2), sowie der Behrens-Weise-Stiftung. Zu neuen Patenten und Lizenzabgaben siehe ''Aktivitäten im Wissenstransfer''.

Our research is supported by the DLR (50.TT.9527.9 und 50.TT.9731.0), by the Verbundforschung (05.
3ME62A(0)), by the DFG (He 1617-6/2), and by the Behrens-Weise-Stiftung. For references on new patents and licence agreements see ''activities in know-how transfer''.

7.2 Integrierte Halbleitersensoren

7.2 The Semiconductor Laboratory's Contribution to Know-how Transfer

Das Halbleiterlabor der Max-Planck-Institute für extraterrestrische Physik und für Physik MPI-HLL besteht in seiner jetzigen Form seit 1991. Seine Aufgaben sind die Entwicklung von Halbleiterdetektoren für die Röntgen-astronomie und für die Hochenergiephysik. Zusätzlich zu diesen Hauptaufgaben wurden weiteren Experimenten von Max-Planck-Instituten Detektorsysteme beigestellt, wie z. B. Pixeldetektoren für das CELIAS Experiment auf dem SOHO Satelliten oder Siliziumdriftdetektoren für das CERES Experiment am CERN in Genf. The Semiconductor Laboratory ("HalbLeiterLabor", MPI-HLL) was founded in 1991 by the Max-Planck-Institutes for extraterrestrial physics (MPE) and for physics (WHI). Its main goals are the development and the production of semiconductor detectors for X-ray astronomy and for high-energy physics. Moreover, the MPI-HLL has supplied detector systems for other research fields of various Max-Planck-Institutes. Among them are pixel detectors for the CELIAS experiment aboard the SOHO satellite and silicon drift detectors for CERES at CERN.

Die Firma KETEK nimmt innerhalb des MPI-HLL mehrere Funktionen wahr. Sie leistet als Subkontraktor für verschiedene Projekte des MPE personelle Unterstützung beim Layout, der Fertigung und dem Test von Detektoren für die Röntgenastronomie. Des weiteren ist sie voll in die wissenschaftlichen Aktivitäten des Halbleiterlabors integriert. Hier steuert sie wesentliche Beiträge zur Konzeption von neuartigen Detektoren, der physikalischen Modellierung und der Datenanalyse bei. Auch bei der Festlegung und Einführung neuer Technologien unterstützt KETEK die Mitarbeiter des Halbleiterlabors. Ein weiterer bedeutender Aufgabenbereich, der von KETEK übernommen wurde, ist der Technologietransfer und die Entwicklung kommerzieller Produkte aus den gemeinsamen Forschungsergebnissen - unter Einbindung von Garching Innovation (GI). Im Bereich des Technologietransfers gelang es beispielsweise, die technologisch anspruchsvollen Prozesse der doppelseiten Scheibenstrukturierung zur Firma CiS zu transferieren, die damit in die Lage versetzt wurde, als einziger deutscher Anbieter positionsempfindliche Siliziumdetektoren für die Hochenergiephysik (Projekte ATLAS und HERA-B) zu fertigen.

The company KETEK GmbH plays several important roles within the MPI-HLL. As subcontractor of the MPE it supplies services for layout, production, and test of detectors for X-ray astronomy. In addition, KETEK is fully integrated in all scientific activities of the MPI-HLL, contributing significantly to new detectors concepts, physics modelling, and data analysis. Also during the planning and introduction phase of new technologies, KETEK supports the staff of the semiconductor lab. Another important activity of KETEK is the technology transfer and the development of commercial products emerging from the joint research activities with the MPI-HLL in close contact with Garching Innovation (GI). An example is the successful transfer of the demanding double-sided production process to the company CiS in Erfurt. CiS, as the only German producer, is now able to deliver position-sensitive silicon detectors for high energy physics experiments, e.g. ATLAS and HERA-B.
Als erstes Produkt aus den Kommerzialisierungsaktivitäten bietet KETEK mittlerweile ein Silizium-Driftkammer-Detektormodul an, das mit großem Erfolg in der wissenschaftlichen und industriellen Röntgenspektroskopie eingesetzt wird. Dabei handelt es sich um einen ca. 5 mm2 großen Driftkammer-Detektor-Chip, der in ein TO8 Gehäuse montiert ist. Die Gesamtgröße des Systems ist somit kleiner als 15x15 mm2. Der Chip enthält bereits die erste Verstärkerstufe und wird thermoelektrisch auf ca. -15 C gekühlt. Gegenüber den Konkurrenzprodukten, die mit flüssigem Stickstoff gekühlt werden müssen (SiLi), besitzt dieses Modul eine etwa zehn mal höhere Signalverarbeitungsrate bei vergleichbarer Energieauflösung. Der pin-Diode ist das Modul sowohl in der Zählrate als auch in der Energieauflösung überlegen. Abb. III-19 zeigt ein solches Modul, dessen erstes Einsatzgebiet die Elektronenmikroskopie war. Hierfür wurde das Modul von der Firma RÖNTEC in Berlin als wichtigster Bestandteil eines Bausatzes verwendet, der an Elektronenmikroskope angeflanscht werden kann. Er erlaubt es, gleichzeitig mit der Aufnahme des Raster-Elektronenstrahlbildes ein Bild der Elementverteilung zu erstellen. Ein Beispiel ist in Abb. III-19 dargestellt. As the first commercial product KETEK offers now a Silicon drift detector module. It has been introduced with considerable success into industrial and scientific X-ray microscopy. The device consists of a 5 mm drift detector chip mounted in a TO8 housing. The overall size is less than 15 15 mm. The chip and its first integrated amplification stage are thermo-electrically cooled to about 15C. At comparable energy resolution, this module features about 10 times higher count rates than competing solutions (SiLi), which have to be cooled with liquid nitrogen. The KETEK Drift Detector module is superior to pin-diodes in all aspects, count rates as well as energy resolutions. Fig. III-19 shows a setup being used in electron scanning microscopy. The Berlin based company RÖNTEC uses KETEK's Drift Detector module as the central component of an add-on system for electron microscopes. It allows to simultaneously produce an image of a surface topology and its chemical composition (see example Fig. III-19).
Das Verfahren der Elektronenstrahl-Mikroanalyse nutzt den Umstand, daß bei der Wechselwirkung des Elektronenstrahls mit dem Probenmaterial auch charakteristische Röntgenstrahlung entsteht, deren Energie typisch für die chemischen Elemente der angeregten Oberflächenschicht ist. Eine spektrale Analyse der Röntgenstrahlung ermöglicht deshalb die qualitative Aussage über das Vorhandensein einzelner Elemente und die quantitative Bestimmung ihrer Konzentration.

The technique of electron beam microanalysis takes profit from the fact that X-ray photons are produced by interaction of the electron beam with the sample's material. The photon energies are typical for the excited chemical elements in the respective surface layers. A spectral analysis of the X-ray emission allows to determine the presence of specific elements as well as to measure their concentrations.
Die im MPI-HLL entwickelten und gefertigten Siliziumdriftdetektoren bieten nicht nur die geforderte Energieauflösung, sie zeichnen sich gegenüber konventionellen Systemen auch dadurch aus, daß sie nahe Raumtemperatur und bei extrem hohen Zählraten arbeiten. Damit vereinfachen sich die Montage und der Betrieb des Mikroanalysesystems, und durch die schnelle, abbildende Elementanalyse liegen die Konzentrationsverteilungen mit gleicher Datentiefe und Auflösung in zehnfach kürzerer Meßzeit vor. The Silicon Drift Detectors, developed and produced at the MPI-HLL not only offer the required energy resolution; in contrast to conventional systems they also work at near room temperature and at extremely high count rates. The complexity of the system's setup and operation is significantly reduced. Simultaneously element imaging is performed ten times faster at equal precision.
Im Halbleiterlabor gefertigte Mikrochips mit Driftdetektoren werden von der Firma KETEK in Oberschleißheim zu kompakten Sensoreinheiten konfektioniert und von der Berliner Fa. RÖNTEC in alle gängigen Typen von Rasterelektronenmikroskopen integriert. Abb. III-19 zeigt neben dem Foto des eingesetzten Driftdetektor-Moduls (r.o.) das Prinzipbild eines Rasterelektronenmikroskops mit Mikroanalyseeinheit und am Beispiel eines untersuchten Meteoriten das klassische Oberflächenbild (SE) (l.u.), sowie die in Graustufen kodierte Verteilung und Konzentration der Elemente Fe, Mo, Ni, Ca und Mg. The drift detector chips produced at the MPI-HLL are configured to application specific, compact sensor units by the company KETEK in Oberschleißheim. The Berlin company RÖNTEC then integrates them into all current types of scanning electron microscopes. Fig. III-19 shows a photography of such a drift detector module, the principle of a scanning electron microscope with a micro analysis unit and, as an example, the surface image of a meteorite ("SE", lower left) together with the gray scale coded distributions and concentrations of the elements Fe, Mo, Ni, Ca and Mg.
Weitere Anwendungsgebiete der Röntgenfluoreszenzanalyse umfassen die quantitative Bestimmung von Schwefel in Rohöl, die chemische Analyse von Oberflächen, z. B. Verunreinigungen auf Halbleiterscheiben, die Pigmentanalyse von Kunstwerken, Temperaturmessung an heißen Plasmen und Verschleißmessungen an Motoren und Turbinen durch Analyse der Metallverunreinigungen in den Schmiermitteln.

A further application is X-ray fluorescence analysis, including quantitative determination of the sulfur content in crude oil, chemical analysis of surfaces (e.g. contamination on semiconductor wafers), pigment analysis of works of art, temperature measurement of hot plasma, and analysis of metal contamination in lubricants to determine wear and tear of engines.
Ein zweites Produkt der Kommerzialisierung stellen die Röntgen-CCD Systeme dar, die für XMM und ABRIXAS entwickelt wurden. So dient ein Röntgen-CCD System an der Universität Mainz zum Nachweis und der Spektroskopie parametrischer Strahlung, im Bereich der Quantenoptik (MPQ) als UV Lichtdetektor bei Experimenten zur Multiphotonenionisation und an der Universität Göttingen als Fokaldetektor für ein Röntgenmikroskop. Ein weiteres interessantes zukünftiges Einsatzgebiet ist die Diffraktometrie. Die Breite der Anwendungen ist beträchtlich: Die wissenschaftlichen und industriellen Nutzer kommen aus der Grundlagenforschung, Materialanalyse, Medizintechnik und Analytik. In dem Maße, in dem die Systeme miniaturisiert und vereinfacht werden, steigt die Anzahl der Anwender schnell an. Der Transfer des Wissens aus dem Halbleiterlabor in viele Anwendungsbereiche, ist die Keimzelle für ein weites Spektrum innovativer Produkte. X-ray CCD systems - as they were developed for XMM and ABRIXAS - are a second product of the commercialization. Thus, an X-ray CCD system is used at the university of Mainz for detection and spectroscopy of parametric radiation. In the field of quantum optics (at MPQ, Garching) it detects UV light from multi-photon emissions and it works as the focal detector of an X-ray microscope at the university of Göttingen. Another promising new application is diffractometry. The spectrum of applications is considerable. The scientific and industrial users are in pure research, testing of materials, medical technology and analytical sciences. With the miniaturization and simplification of the systems the number of users will increase fast. The transfer of know-how from the MPI-HLL is an initiation for a wide variety of new products.
Die Arbeiten zum Wissenschaftstransfer wurden durch Sonderzuwendungen der Max-Planck-Gesellschaft gefördert. Das BMBF hat die Aktivitäten des HLL durch das DLR unter der Fördernummer 50 0X 93025/-XMM-EPIC unterstützt. Die europäische Raumfahrtagentur ESA hat das MPI HLL im Rahmen des TRP Programmes unter 8873/90/NL/PB(SC) gefördert. Die Dr. Johannes Heidenhain-Stiftung unterstützt diese Arbeiten seit 1996. Die EU fördert derzeit die Arbeiten des HLL unter FMGE-CT98-0106 und SMT4-CT98-2271.
Abb. III-19:Am Beispiel der Elektronenstrahl-Mikroanalyse wird der Einsatz von Siliziumdriftdetektoren kurz erläutert: Die Rasterelektronenmikroskopie ist eine etablierte Methode zur Untersuchung von Oberflächen. Dazu wird ein fein fokussierter Elektronenstrahl zeilenweise über eine Probe gerastert. Die Intensität der rückgestreuten und sekundären, d.h. aus dem Probenmaterial herausgeschlagenen Elektronen führt zu der bekannten kontrastreichen Darstellung der Probenoberfläche.

Fig. III-19: Electron beam microanalysis is an application for Silicon Drift Detectors. It is based on the well established method to image surfaces with a scanning electron microscope. Here a focused electron beam scans a specimen in a fine raster. The intensity of back scattered and secondary (i.e. photo-emitted) electrons yields the well-known high-contrast surface images.

MPE Jahresbericht 1999 / MPE Annual Report 1999


HTML version: 2000-03-13; Helmut Steinle