Zweistrahlrasterelektronenmikroskop mit Ga-Ionensäule (Ga-FIB/REM)

• Fachliche Zuordnung: Materialwissenschaft
• Förderung: Förderung in 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 537236027

Probencharakterisierung, Mikropräparation und Nanostrukturierung mittels fokussierter Ionen- und Elektronenstrahlen spielen an der Naturwissenschaftlich-Technischen Fakultät der Universität Siegen in Bereichen der Material- und Bauelementforschung, der Nanowissenschaften, der Entwicklung optischer/(bio)medizinischer Sensoren sowie der Chemie und Biologie eine essenzielle Rolle. Dieses moderne und für die vielfältigen Einsatzzwecke multifunktional ausgerüstete Zweistrahl-FIB/REM mit fokussierender Ga-Ionensäule ist im Paket mit einem komplementär ausgerüsteten Multispezies-Plasma FIB/REM zentraler Bestandteil der langfristigen hochschulweiten Forschungs- und Großgerätestrategie, wird am DFG-geförderten Gerätezentrum für Mikro- und Nanoanalytik MNaF betrieben und wird durch seine Spezialausrüstung auch für externe Gruppen interessant und zugänglich gemacht werden. Das Gerät wird als eines der MNaF-Hauptgeräte im neuen Interdisziplinären Forschungsgebäude für Nanoanalytik, Nanochemie und Cyber-physische Sensortechnologie INCYTE nicht nur gängige FIB-/REM-Anwendungen einem breiten Nutzerkreis verfügbar machen, sondern durch visionäre Ausrüstung zur systematischen Probenkühlung sowie für Vakuum-/Inertgas-Transfers herausfordernde Forschungsvorhaben an hochreaktiven und sensitiven Proben wie zum Beispiel Batterien und organischen Proben ermöglichen. INCYTE bündelt auf 11.000 m2 die gemeinschaftlich eingesetzten experimentellen Ressourcen der gesamten Universität und stellt hochqualifizierte Flächen zur Konsolidierung des MNaF, einen ISO4-Reinraum sowie S1/S2-Labore in unmittelbarer Nähe zueinander bereit. Hauptanwendungen dieses Ga-FIB/REMs werden 2D/3D-Analysen auf der Nanometerskala mittels (Kryo-)REM/EDXS/EBSD, die Präparation hochqualitativer Proben für weiterführende AC-HR(S)TEM- und APT-Messungen, die in situ mechanische Prüfung von Strukturwerkstoffen sowie die Elektronenstrahllithografie sein. Das Gerät verfügt für die vielfältigen Präparations- und Tomographieaufgaben über hochfokussierende Ionen- und Elektronenoptiken auch bei niedrigen Primärenergien, entsprechende Detektoren, einen robusten Nanomanipulator und einen Plasmareiniger. Umfangreiche Automatisierung unterstützt den Multiuser-Betrieb am MNaF und vereinfacht die Handhabung für Methodenneulinge. Für die lokale Kristallstrukturbestimmung während in situ mechanischer Experimente sowie für Untersuchungen defektbehafteter beziehungsweise nanostrukturierter Werkstoffe verfügt das Gerät über einen neuartigen direct electron detection EBSD-Detektor. Dieser erlaubt präzise Beugungsanalysen bei niedrigsten Elektronenenergien und damit nur wenige (10 nm)3 kleinen Wechselwirkungsvolumina und drastisch reduziertem Elektronenenergieverlust. Das Gerät mit Kyro-Tisch und Transferschleuse wird in die am Standort flächendeckend verfügbaren Kryo-/Vakuum-Transferroutinen eingebunden und erlaubt den Austausch mit einer Vielzahl weiterführender Präparations- beziehungsweise Analysegeräte.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Zweistrahlrasterelektronenmikroskop mit Ga-Ionensäule (Ga-FIB/REM)
• Gerätegruppe: 5120 Rasterelektronenmikroskope (REM)
• Antragstellende Institution: Universität Siegen
• Leiter: Professor Dr. Benjamin Butz