Rasterelektronenmikroskopie (REM) kombiniert mit fokusiertem Ionenstrahl kann Nanostrukturen räumlich abbilden. Wir entwickeln Methoden, um auch hochporöse Strukturen aus den Rohdaten zu rekonstruieren.

Rekonstruktion poröser Strukturen aus FIB-REM-Bildern

FIB-REM ist eine Serienschnitttechnik, die es ermöglicht, Materialstrukturen mit Auflösungen im Bereich <10nm räumlich abzubilden. Es ist jedoch schwierig, die feste Komponente aus dem resultierenden Stapel von REM-Bildern zu rekonstruieren, weil tieferliegende Strukturen in die aktuelle Ebene »durchscheinen«.

Unser morphologischer Segmentierungsalgorithmus löst dieses Problem. Um die Segmentierungsqualität zu bewerten, wurde eine Methode entwickelt, um realitätsnahe synthetische FIB-REM-Bilder poröser Strukturen zu simulieren.

Synthetisches REM-Bild eines Booleschen Modells
© Foto ITWM

Synthetisches REM-Bild eines Booleschen Modells

Segmentierungsergebnis
© Foto ITWM

Segmentierungsergebnis

Falsch klassifizierte Pixel
© Foto ITWM

Falsch klassifizierte Pixel (11 Prozent im Ausschnitt)

 

Referenzen

  • Wieser, C.; Prill, T.; Schladitz, K.:
    Multiscale Simulation Process and Application to Additives in Porous Composite Battery Electrodes.
    In Journal of Power Sources 277, pp.64-75, (2015).
  • Prill, T.; Schladitz, K.:
    Simulation of FIB-SEM Images for Analysis of Porous Microstructures.
    Scanning, Volume 35(3), pp. 189–195, (2013).
  • Prill, T.; Schladitz, K.; Jeulin, D.; Faessel, M.; Wieser, C.:
    Morphological Segmentation of FIB-SEM Data of Highly Porous Media.
    Journal of Microscopy, Volume 250-2, pp.77-87, (2013).