Elektronenstrahl-Mikrosonde

• Fachliche Zuordnung: Materialwissenschaft
• Förderung: Förderung in 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 445269564

Bei dem beantragten Großgerät handelt es sich um eine Elektronenstrahl-Mikrosonde, die mit einem Feldemissionsrasterelektronenmikroskop, einem Sekundär- und einem Rückstreudetektor, einem energiedispersiven Röntgen- (EDX) Spektrometer sowie vier wellenlängendispersiven (WDX)-Spektrometern und einem Soft-X-Ray Emission - (SXES) Spektrometer ausgestattet ist. Mit der beantragten Elektronenstrahl-Mikrosonde wird an der Technischen Universität Dortmund ein neues Forschungsfeld erschlossen, da es dann zukünftig möglich sein wird, bei einer Probenuntersuchung und -abbildung im Elektronenmikroskop, ortsaufgelöst alle Elemente (außer Wasserstoff) mit einer Nachweisgrenze von ca. 0,001% quantitativ zu bestimmen. Der Nachweis sehr geringer Elementkonzentrationen sowie die Identifikation der Elemente Lithium, Beryllium und Bor und die Quantifizierung der leichten Elemente Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff wird somit erstmals bei einer Probenabbildung im Mikro- bzw. Nanometerbereich durch den Einsatz von wellenlängendispersiven Spektrometern an der TU Dortmund möglich sein. Zusätzlich bietet das integrierte SXES (Soft X-Ray Emission Spectrometer) – Spektrometer den Vorteil sowohl Elemente als auch chemische Bindungszustände insbesondere im Bereich leichter Elemente zu identifizieren. Hier wird im Energiebereich von 50 eV – 210 eV mit einer sehr hohen Energieauflösung von 0,3 eV (zum Vergleich: WDX: 8 eV, EDX:130 eV) gearbeitet.Durch diese Kombination an Spektrometern können ortsaufgelöst Grenzflächenreaktionen, Diffusionsvorgänge, Ausscheidungen an den Korngrenzen, Phasen- sowie Mischkristallbildungen identifiziert und analysiert werden, bei denen Elemente mit sehr geringen Elementkonzentrationen oder leichte Elemente (Lithium, Beryllium, Bor, Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff) an den Vorgängen beteiligt sind. Ein ortsaufgelöster Nachweis von Boriden, Karbiden, Nitriden und Oxiden, von Graphitisierungseffekten an Diamanten oder von chemischen Bindungszuständen ist möglich.Die Beschaffung dieser Mikrosonde stellt eine notwendige Ergänzung zur bisherigen Geräteausstattung dar, mit der die offenen Fragestellungen in den Forschungsprojekten im Bereich der quantitativen Element- und Spurenanalytik geklärt werden können. Ein Elektronenmikroskop mit einer derartigen Ausstattung an Elementanalytik steht an der TU Dortmund nicht zur Verfügung.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Elektronenstrahl-Mikrosonde
• Gerätegruppe: 4040 Röntgenmikrosonden
• Antragstellende Institution: Technische Universität Dortmund
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Wolfgang Tillmann