300 keV Transmissionselektronenmikroskop (TEM) - Teilfinanzierung

• Fachliche Zuordnung: Materialwissenschaft
• Förderung: Förderung in 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 524736584

Hier wird ein analytisches hochauflösendes Raster-/Transmissionselektronenmikroskop (AHR-S/TEM) für die nanoskalige strukturelle und chemische Analyse von strahlungsempfindlichen Materialien und Hochleistungswerkstoffen beantragt. Damit sollen elementare Mechanismen identifiziert werden, die das Entstehen und die Evolution von Nano- und Mikrostrukturen bestimmen. An solchen Mechanismen besteht in der Chemie, in der Physik, in der Nanotechnologie und in den Werkstoffwissenschaften Interesse. Dabei stehen unterschiedlichste Materialien mit ihren spezifischen Eigenschaften im Fokus. Allen Fragestellungen ist jedoch gemeinsam, dass Eigenschaften auf der atomaren Ebene (Kristallstruktur, Position und Natur der Atome, elektronische Eigenschaften) den Aufbau der Nano- und Mikrostrukturen prägen, deren Kenntnis die Entwicklung neuer Materialien und deren gezielte Beeinflussung das Einstellen bestimmter Materialkennwerte auf der Komponentenebene ermöglicht. In Kristallen sind Defekte wichtig, zu denen Leerstellen und Fremdatome, Versetzungen, innere und äußere Grenzflächen sowie Poren, Einschlüsse und Nanopartikel gehören. Mit dem neuen Instrument sollen bestehende, bewilligte und geplante Forschungsprojekte, insbesondere Verbundforschungsprogramme (Exzellenzcluster, Sonderforschungsbereiche und Graduiertenkollegs) neuen wissenschaftlichen Schub erhalten, in denen grundlegende elektronenmikroskopische Untersuchungen auf höchstem Niveau durchgeführt werden müssen. Zur Analyse von Nano-/Mikrostrukturen wird ein state-of-the-art AHR-S/TEM benötigt. Im hochauflösenden Modus ermöglicht es die Messung der Position von Atomen und Zugriff auf deren elektronischen und Eigenschaften sowie deren lokalen chemischen Zusammensetzung, auch strahlungsempfindlicher Materialien. Hochmoderne AHR-S/TEMs sind mit einer Feldemissionskathode (liefert hochenergetische Elektronen mit geringer Elektronenenergiestreuung) und einem Monochromator (um Elektronenenergien zu filtern) ausgestattet. Sie besitzen Linsenkorrektoren (zur Kompensation der sphärischen Aberrationen und von Artefakten beim Arbeiten im Rastermodus), analytische Spektrometer (für die präzise und effiziente Analyse chemischer und elektronischer Eigenschaften) und empfindliche und schneller Detektionshardware (für die Aufnahme von dynamischen Prozessen bei der Reaktion auf externe Stimuli und die Untersuchung von strahlempfindlichen Materialien). Heutige AHR-S/TEMs müssen integrierte Systeme darstellen, mit denen dynamische Prozesse auf der Nanoskala in situ beobachtet (z.B. in der Katalyseforschung) und Nano- und Mikrotexturen (Hochleistungswerkstoffe) erfasst werden können. Vor allem müssen AHR-S/TEMs über eine integrierte Steuerungs- und Auswertesoftware verfügen, um Sequenzen von Analyseschritten effektiv kombinieren zu können. Sie muss außerdem erlauben, Verfahren und Metadaten digital zu dokumentieren und zu organisieren und das Instrument ferngesteuert (remote control) zu bedienen

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: 300 keV Transmissionselektronenmikroskop (TEM) - Teilfinanzierung
• Gerätegruppe: 5100 Elektronenmikroskope (Transmission)
• Antragstellende Institution: Karlsruher Institut für Technologie
• Leiterin: Professorin Dr.-Ing. Yolita M. Eggeler