Die Elektronenmikroskopie basiert auf Expertise von der Probenpräparation bis zur Bildanalyse für eine Vielzahl von Feststoffen. Dabei liegt der Schwerpunkt auf materialwissenschaftlicher Elektronenmikroskopie.

Für ein immer tieferes Verständnis von fester Materie und immer kleineren Untersuchungsobjekten ist die Charakterisierung mittels Elektronenmikroskopie (EM) heute eine unverzichtbare analytische Methode. Sie ist aus wissenschaftlichen Laboren nicht mehr wegzudenken. Die EM ist ein bildgebendes Verfahren und ermöglicht es Objekte und Strukturen bis in den Nanometerbereich abzubilden. Für die Abbildung können Sekundär-, Rückstreu-, Transmissions- und Beugungs-Elektronen detektiert werden, welche unterschiedliche Informationen über Topographie, Morphologie, Materialzusammensetzung, Struktur u.w. enthalten. Zudem kann die Untersuchung von emittierter, charakteristischer Röntgenstrahlung Informationen über die lokale Elementverteilung liefern. Neben der Abbildung von Kristallstrukturen bis zur atomaren Auflösung und der lokalen Darstellung der chemischen Zusammensetzung, bietet die EM vielfältige Anwendungen. Durch die Verwendung von neuartiger Arbeitsmethoden wie der Elektronentomografie können dreidimensionale Modelle von Materialien im Nanometerbereich dargestellt werden. Mittels Elektronenkirstallografie können Strukturen von kleinsten Kristalliten bestimmen und die Verwendung von speziellen Probenhaltern für in-situ Experimente auf der Nanometerskala ermöglicht werden.

Ausstattung

Für die Transmissionselektronenmikroskopie wird an einem JEM-2100Plus der Firma Jeol am Institut für Technische Chemie durchgeführt. Es handelt sich dabei um ein multifunktionales, analytisches TEM. Diese ist mit einer LaB6 Elektronenquelle ausgestattet und kann bei 200 kV und 80 kV betrieben werden. Das Mikroskop ermöglicht die Abbildung im TEM-Modus mit einer Punktauflösung von bis zu 0.23 nm. Es ist mit einem ultraschnellen 4K Kamerasystem (CMOS, TVIPS), einer STEM-Einheit (Hell- und Dunkelfelddetektoren) und energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX, EDAX) für hoch sensitive chemische Analyse ausgestattet. Weiteres Zubehör für Tomographie, Elektronenkristallographie und in-situ Experimente (Heiz- und Kühlexperimente) machen das System für vielfältige Anwendungen einsetzbar.

Person sitzt an einem Arbeitsplatz mit zwei Bildschirmen und Bedieneinheiten, im Hintergrund ein Transmissionselektronenmikroskop
Transmissionselektronenmikroskop, Foto: Swen Reichold

Die Fakultät verfügt am Institut für Mineralogie, Kristallografie und Materialwissenschaft (IMKM) über ein LEO 1530 Rasterelektronenmikroskop der Firma Zeiss, ausgestattet mit einem Sekundärelektronen-, einem Rückstreuelektronen, sowie einem InLens-Detektor zur bildgebenden Untersuchung von Proben. Als weitere Austattung besitzt das Mikroskop ein Oxford-EDX-System, das Elementanalysen in Form von Punktmessungen und Mapping erlaubt.

Foto eines Rasterelektronenmikroskops und zwei Bildschirmen auf einem Schreibtisch
Rasterelektronenmikroskop, Foto: Christopher Benndorf