Schnelle Elektronendirektdetektorkamera für 4D-STEM

• Fachliche Zuordnung: Materialwissenschaft
• Förderung: Förderung in 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 536748771

Das Institut für Mikro- und Nanostrukturforschung (IMN) betreibt die Elektronenmikroskopie-Einrichtung des Center for Nanoanalysis and Electron Microscopy (CENEM), eine zentrale Nutzereinrichtung und Teil des Kompetenzzentrums „Engineering of Advanced Materials“ der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU). CENEM stellt den Forschern der FAU hochauflösende und nanoanalytische Techniken zur fortgeschrittenen Materialcharakterisierung zur Verfügung. Im Bereich der Rastertransmissionselektronenmikroskopie (STEM) ist CENEM mit zwei aberrationskorrigierten STEMs mit Analysefunktionen ausgestattet. Innerhalb des IMN wurde im August 2022 eine Forschungsgruppe für Computational Materials Microscopy gegründet, deren Forschungsschwerpunkt auf computergestützten Mikroskopietechniken liegt, die durch vierdimensionales STEM (4D-STEM) ermöglicht werden. Das beantragte Instrument wird die von der Computational Materials Microscopy Group verfolgten Forschungsthemen in den Bereichen 1) skalenüberbrückende, multimodale Tomographie mit atomarer Auflösung, 2) Phasenkontrastbildgebung strahlempfindlicher Materialien mit atomarer Auflösung, 3) Methodenentwicklung für die Echtzeitverarbeitung von 4D-STEM-Datenströmen und 4) Methodenentwicklung für die Automatisierung multimodaler 4D-STEM-Experimente, ermöglichen. Die vier Forschungsthemen erfordern einen hochmodernen Fast-Frame-Direktelektronendetektor mit hohem Dynamikbereich, hoher Bildrate und exzellenter Dosiseffizienz. Um die Ziele in den Themen 1), 2) und 4) zu erreichen, ist ein anpassbarer Scangenerator mit benutzerdefinierter Punktabtastung und Strahlpräzession erforderlich, der mit dem direkten Elektronendetektor synchronisiert ist. Der neue Detektor mit fortschrittlichem Scansystem wird einzigartig an der FAU sein und nicht nur Forschungsthemen innerhalb der Computational Microscopy Group ermöglichen, sondern auch für andere bereits bestehende und geplante Projekte am IMN von entscheidender Bedeutung sein. Neben der Bildung der Forschungsgrundlage für die Computational Materials Microscopy-Gruppe und der Ermöglichung neuer Bildgebungsmethoden am CENEM wird die Instrumentierung in mehreren aktuellen Verbundforschungsprojekten umfassend eingesetzt.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Schnelle Elektronendirektdetektorkamera für 4D-STEM
• Gerätegruppe: 5140 Hilfsgeräte und Zubehör für Elektronenmikroskope
• Antragstellende Institution: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
• Leiter: Professor Dr. Philipp Pelz