Elektronendetektor für Elektronenenergieverlustspektroskopie

• Fachliche Zuordnung: Materialwissenschaft
• Förderung: Förderung in 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 447894364

Am IRIS Adlershof der HU Berlin wurde im November 2019 ein aberrationskorrigiertes Rastertransmissionselektronenmikroskop (STEM), ausgestattet mit Monochromator und Elektronenenergieverlustspektroskopie (EELS) System installiert, um damit eine große Vielfalt von Materialsystemen, inkl. Proben von Partnern aus dem SFB 951 - "Hybrid Inorganic/Organic Systems for Opto-Electronics" (HIOS), zu bearbeiten, aber auch um daran neue Charakterisierungsmethoden zu entwickeln. Die herausragenden Spezifikationen dieses Geräts beinhalten unter anderem eine räumliche Auflösung von < 0,07 nm, sowie eine spektrale Auflösung von < 6 meV - alleinstellend in Deutschland. EELS-Spektren werden an diesem Mikroskop gegenwärtig mit einer Kamera detektiert, in der Elektronen, die in einem Pixel landen auch Signale in den benachbarten Pixeln hervorrufen. Dies führt zu einem Verschmieren der Spektren, insbesondere, wenn sehr schwache Peaks neben starken Peaks detektiert werden sollen, wie es im Niederenergieverlustbereich beim Untersuchen strahlsensitiver organischer Proben die Regel ist. Ein direkter Elektronendetektor, wie es sie seit kurzem auf dem Markt gibt, ist nach Bestellung des Mikroskops auch für dessen Spektrometer verfügbar geworden. Damit können Beugungsbilder und Spektren ohne Ausleserauschen und mit einem sehr hohen dynamischen Bereich von >10 Mio : 1 bei einer Bildrate von 2250 oder mehr Bildern pro Sekunde (d.h. ca. 100 x schneller als bisher), sowie Einzelelektronensensitivität aufgenommen werden. Dadurch steigt die Datenqualität enorm und die notwendige Strahldosis bei Untersuchungen strahlsensitiver Proben wird erheblich reduziert. Auch in Ptychographieexperimenten verspricht dieser Detektor eine erhebliche Auflösungsverbesserung und Reduzierung der Dosis und Aquisitionszeit.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Elektronendetektor für Elektronenenergieverlustspektroskopie
• Gerätegruppe: 5140 Hilfsgeräte und Zubehör für Elektronenmikroskope
• Antragstellende Institution: Humboldt-Universität zu Berlin
• Leiter: Professor Dr. Christoph Tobias Koch