In dieser Arbeit wird die Anwendbarkeit von energiegefilterter Photoemissionsmikroskopie zur Analyse zukünftiger elektronischer Bausteine für die Informationstechnologie untersucht. Die langfristige Perspektive ist dabei die Untersuchung von Schaltdynamiken in nichtflüchtigen widerstandsbasierten Speichern auf Oxid-Basis. Diese werden als eine vielversprechende Komponente in der Entwicklung leistungsfähigerer Prozessoren oder Speicher gesehen, seit die Fortschritte der klassischen Silizium oder Magnetismus basierten Technologien ihre physikalischen Grenzen erreichen. Dennoch hängen die Effizienz und Funktionalität geeigneter Materialsysteme stark von Qualität und den Eigenschaften ihrer Oberächen und Grenzflächen ab. Die energiegefilterte Photoemissionsmikroskopie ermöglicht eine ortsaufgelöste chemische Studie dieser Systeme, insbesondere wenn sie mit hoch-brillanten Synchrotron Lichtquellen kombiniert wird. Die hohen Photonenintensitäten werden notwendig, wenn charakteristische kernnahe Elektronenzustände mit hoher Orts- und Energieauflösung untersucht werden sollen. Studien an auf Valenzbandänderungen in Strontium-Titanat basierenden Metall-Isolator-Metall Bauelementen, welche ein Modellsystem für widerstandsbasierte Speicher darstellen, haben gezeigt, dass Ortsauflösungen um 100 nm und Energieauflösungen um 100 meV benötigt werden, um die relevanten Änderungen bei jedem Schaltzyklus sichtbar zu machen. Daher wird in dieser Arbeit ein großer Wert auf die Bestimmung der dafür benötigten experimentellen Parameter gelegt.
Eine weitere Herausforderung stellt die Untersuchung der funktionalen Schichten solcher Bauelemente durch ihre Top-Elektrode hindurch dar. Der Einsatz harter Röntgenstrahlung ermöglicht die Verwendung von Photoelektronen mit hoher kinetischer Energie, die eine bis zu zehnfach größere Informationstiefe bieten. In dieser Arbeit wird zum ersten Mal gezeigt, mit welcher Ortsauflösung chemisch unterschiedliche Regionen durch eine bis zu 15 nm dicke Deckschicht abgebildet werden können. Mikroskopierelevante Themen wie Transmission und Aberrationen werden mit Hinblick auf die Verwendung hoch energetischen Elektronen diskutiert und durch Berechnungen veranschaulicht.