Hochauflösendes, analytisches Rasterelektronenmikroskop

• Fachliche Zuordnung: Chemische Festkörper- und Oberflächenforschung
• Förderung: Förderung in 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 562634091

Beantragt wird ein hochauflösendes, analytisches Rasterelektronenmikroskop (Scanning Electron Microscope, SEM) zur Charakterisierung von Nanopartikeln. Wesentliches Merkmal ist zunächst eine hohe Auflösung (0.5 nm), insbesondere mit sogenannten in-lens-Detektoren sowie STEM-Detektor (STEM: Scanning Transmission Electron Microscopy). Darüber hinaus ist das Gerät durch eine leistungsfähige energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDXS) ge-kennzeichnet, um chemische Analysen bei möglichst geringer Strahlschädigung für die Probe schnell und mit hoher Ortsauflösung durchführen zu können. Dabei sollen insbesondere auch Leichtelemente (C, N, O, F) qualitativ und quantitativ bestimmt werden können, was einen fensterlosen EDXS-Detektor erfordert. EDXS soll darüber hinaus auch an Einzelpartikeln im STEM-Mode möglich sein. Da viele Nanopartikelproben sehr empfindlich gegen Feuchtigkeit und/oder Luft sind (z.B. Nanopartikel unedler Metalle), ist das Gerät schließlich mit einem Transfersystem ausgestattet, das einen Probentransfer sowohl von SEM-Proben als auch von STEM-Proben aus einer Glovebox in das Rasterelektronenmikroskop unter Inertbedingungen erlaubt. Das beantragte SEM-Gerät ist essentiell für die Forschungsarbeiten zu unterschiedlichen Nanopartikeln und Nanomaterialien. Hierzu zählen nanoskalige Hohlkugeln, Wirkstoffnano-partikel, Nanopartikel unedler Metalle sowie Clusterverbindungen. Die Charakterisierung um-fasst Partikelgröße, Partikelgrößenverteilung, Partikelstruktur und Partikelmorphologie durch hochauflösende Abbildung (SEM, STEM) sowie die qualitative und quantitative chemische Analyse (EDXS). Neben dem Antragsteller als Hauptnutzer werden weitere Arbeitsgruppen das beantragte SEM-Gerät als Nebennutzer verwenden. Das SEM-Gerät soll schließlich auch für sehr kleine Nanopartikel (1-5 nm) eine schnelle Rückkopplung über den Erfolg der chemischen Synthese gewährleisten und eine klare Priorisierung erlauben, welche Nanopartikel mit aufwendiger Transmissionselektronenmikroskopie untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Hochauflösendes, analytisches Rasterelektronenmikroskop
• Gerätegruppe: 5120 Rasterelektronenmikroskope (REM)
• Antragstellende Institution: Karlsruher Institut für Technologie
• Leiter: Professor Dr. Claus Feldmann