Analytical high performance (scanning)-transmission electron microscope A-(S)TEM

• Subject Area: Mineralogy, Petrology and Geochemistry
• Term: Funded in 2021
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 471212473

The next generation of analytical Transmission electron microscops captivates by a simplified operation and at the same time substantially improved analytical capabilities. The use of windowless SDD-detectors with increased detectable solid angle enables the detection of chemical compositions down to the trace element level (down to a few 100ppm) and towards light elements like nitrogen. The windowless, highly sensitive detectors will lead to a dramatic increase in sample throughput. Detailed quantitative chemical mapping of complete FIB-slices is possible within a few minutes. The spatial resolution for optical and chemical will reach the atomic scale. Chemical tomography will be possible by the use of specially design sample holders. A HAADF detector together with energy-dispersive analytics will allow a fast and comprehensive overview of the sample. In addition, the use of Electron Energy Loss Spectroscopy (EELS), will enable element specification like valences (e.g. Fe2+/Fe3+) and coordination (e.g. Si[4]/Si[6]). A lorentz lense will enable magnetic microscopy which can be combined with the above mentioned methods. Finally, selected area diffraction experiments will complete the comprehensive characterization of any sample material.The wide and extensive analytical options in combination with highly simplified operation of this next generation analytical TEMs revolutionize the possible uses and allows access to this technique for non TEM-specialists.The novel instrument requested in this proposal will be used in a high number of primarily geoscientific and physical projects. The integration into the „Frankfurt Center of Electron Microscopy – FCEM“ will lead to a high staffing and on medium term to a wider user group extended to the fields of biochemistry and biophysics.Magnetische Mikroskopie ist durch kleinere Erweiterungen eine weitere wichtige Methodik, die mit den oben benannten chemischen Verfahren kombiniert wird. Letztendlich rundet die Durchführung von Feinbereichsbeugungsexperimenten die vollständige Charakterisierung der Proben ab.Die weitreichenden analytischen Optionen in Verbindung mit der deutlich erleichterten Bedienung der neuen Generation analytischer TEMs revolutionieren die Einsatzmöglichkeiten und erlauben auch nicht auf diese Technik spezialisierten Wissenschaftlern den Zugang.Das hier beantragte Instrument soll in einer Vielzahl von primär geowissenschaftlichen und physikalischen Projekten eingesetzt werden. Die Eingliederung in das „Frankfurt Center of Electron Microscopy – FCEM“ wird zu einer personell guten Ausgestaltung führen und mittelfristig die Nutzergruppe in die Bereiche der Biochemie und Biophysik erweitern.

• DFG Programme: Major Research Instrumentation
• Major Instrumentation: 200keV Transmissionselektronenmikroskop
• Instrumentation Group: 5100 Elektronenmikroskope (Transmission)
• Applicant Institution: Goethe-Universität Frankfurt am Main
• Leader: Professor Dr. Frank Erich Brenker