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Projekt
Upgrade einer Atomsonde
Fachliche Zuordnung
Materialwissenschaft
Förderung
Förderung in 2025
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 551004957
Im Jahr 2014 wurde im Forschungsgroßgeräteverfahren nach §91b eine Atomsonde zur Bestimmung der lokalen, dreidimensionalen chemischen Zusammensetzung von Strukturwerkstoffen sowie eine zugehörige Focused Ion Beam (FIB)-Station zur Probenpräparation gefördert und beschafft. In der letzten 10 Jahren wurden zahlreiche Messungen mit diesen Geräten durchgeführt, die einen wesentlichen Beitrag zum Verständnis der Korrelationen zwischen chemischer Zusammensetzung, Struktur und Eigenschaften von Strukturwerkstoffen geleistet haben. Dies wird dokumentiert durch je 12 auf Atomsondendaten beruhenden Publikationen pro Jahr innerhalb der letzten 5 Jahre und beruht u. a. auf einer sehr hohen Verfügbarkeit der Instrumente. Zur Sicherstellung dieser Verfügbarkeit wurden Wartungsverträge mit den Herstellern abgeschlossen, so dass durchschnittliche Betriebszeiten von 70% pro Jahr, bezogen auf 24h/Tag und nur durch Wartungseinsätze unterbrochen, erreicht werden konnten. Mit diesem Antrag soll die existierende, nun 10 Jahre alte Atomsonde ertüchtigt werden. Dies umfasst eine deutliche verbesserte Messeffizienz, die in einer erhöhten Messstabilität und -ausbeute bei signifikant reduzierter Messzeit resultiert. Weiterhin erlaubt dieses Upgrade die Implementierung einer Kryoeinheit zum kontaminationsarmen Transfer von Proben zwischen der FIB, der Atomsonde und weiteren Analyseinstrumenten wie Röntgen-Photoelektronen-Spektroskopie (XPS) unter Ultrahochvakuum sowie Kryobedingungen. Darüber hinaus hat der Hersteller der Atomsonde informiert, dass in Folge der reduzierten Verfügbarkeit von Ersatzteilen und Schlüsselkomponenten der Service des existierenden Instruments zum 31.12.2025 eingestellt wird. Somit werden sich die Betriebsunterbrechungen häufen, das Gerät in absehbarer Zeit komplett ausfallen und damit den wissenschaftlichen Output drastisch reduzieren sowie die Anstrengungen von Materials Chemistry und der Fachgruppe Materialwissenschaft und Werkstofftechnik zum wissensbasierten Werkstoffdesign auf atomarer Ebene konterkarieren. Die Bestimmung der lokalen, dreidimensionalen chemischen Zusammensetzung stellt die Grundlage des Designs zukünftiger Strukturwerkstoffe dar; somit ist die Atomsonde das Schlüsselinstrument für die im Antrag beschriebenen wissenschaftlichen Arbeiten. Zur Sicherstellung der Verfügbarkeit dieser kritischen Werkstoffdaten ist die Ertüchtigung der existierenden Atomsonde auf den aktuellen Stand der Technik erforderlich, um (i) die wissenschaftlichen Arbeiten mit weiterhin hohem Output zu ermöglichen und (ii) durch den Einsatz von Wartungsverträgen eine 24/7-Nutzung des Instruments im Sinne des effizienten Einsatzes von Forschungsgroßgeräten zu gewährleisten.
DFG-Verfahren
Forschungsgroßgeräte
Großgeräte
Aufrüstung einer Atomsonde
Gerätegruppe
1720 Spezielle Massenspektrometer (Flugzeit-, Cyclotronresonanz-, Ionensonden, SIMS, außer 306)
Antragstellende Institution
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen
