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Polnische Forscher präsentieren Elektronenmikroskop der Superlative

EU-finanzierte Forscher haben in Polen Tests mit dem hochauflösenden Transmissionselektronenmikroskop TITAN CUBED 80-300 abgeschlossen. Das hochmoderne Gerät ermöglicht die schnelle und genaue Analyse von Halbleiterstrukturen für die Laser- und Diodenherstellung und Mikrostruk...

EU-finanzierte Forscher haben in Polen Tests mit dem hochauflösenden Transmissionselektronenmikroskop TITAN CUBED 80-300 abgeschlossen. Das hochmoderne Gerät ermöglicht die schnelle und genaue Analyse von Halbleiterstrukturen für die Laser- und Diodenherstellung und Mikrostrukturuntersuchungen an Materialien für die Spintronik oder Nanotechnologie. Gefördert wurde das Projekt teilweise unter dem operationellen Programm "Innovative Wirtschaft" der EU im Rahmen des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE). Durch das Programm "Innovative Wirtschaft" werden Projekte aus den Bereichen Forschung und Entwicklung (F&U) und Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) unterstützt. Über einen Zeitraum von vier Monaten, so berichten die Forscher vom Institut für Physik der Polnischen Akademie der Wissenschaften (PAS), installierten und testeten sie eines der modernsten Mikroskope, die es derzeit in Europa gibt. "Seit mehr als 35 Jahren beschäftigen wir uns mit Elektronenmikroskopie", so Professor Leszek Sirko, wissenschaftlicher Leiter am Institut für Physik. "und mit TITAN können wir nun bald auf internationalem Spitzenniveau forschen." Das hochauflösende Transmissionselektronenmikroskop (high-resolution transmission electron microscopy, HRTEM) ist ein hervorragendes Werkzeug zur Untersuchung von Nanostrukturen in kristallinen Materialien wie Metallen und Halbleitern. Auf diese Weise können Materialien auf atomarer Ebene dargestellt und strukturelle Defekte untersucht werden. "Zur Darstellung von Objekten auf atomarer Ebene ist sichtbares Licht nicht mehr geeignet", erklärt Kamil Sobczak, Postdoktorand der Forschungsgruppe Elektronenmikroskopie des Instituts. Um ein derart kleines Objekt "auszuleuchten", wird kein Lichtstrahl, sondern ein Elektronenstrahl verwendet. Das Prinzip des Mikroskops basiert im Wesentlichen auf einer vertikalen Säule entlang der Einfallsrichtung des Elektronenstrahls. Der Elektronenstrahl wird nach seinem Eintritt in das abzubildende Objekt durch das abbildende System des Mikroskops geleitet, und aus der Austrittswelle wird schließlich ein Abbild in millionenfacher Vergrößerung generiert. Voraussetzung sei allerdings, erklären die Forscher, dass das Objekt sehr dünn ist (nicht stärker als ein Mikron). Hierfür wurde ein Gerät verwendet, mit dem sich eine extrem dünne Materialschicht abtragen lässt, eine sogenannte Ionenfeinstrahlanlage (Focused Ion Beam, FIB). "Mit herkömmlichen Verfahren dauerte die Vorbereitung einer solchen Probe noch eine ganze Woche", vermerkt Alicja Szczepanska von der Forschungsgruppe Elektronenmikroskopie, "das FIB kann diese Vorbereitungszeit nun auf zwei Stunden verkürzen." Mit dem Elektronen-Energieverlustspektrometer des hochmodernen Mikroskops können zudem Hologramme generiert und Stickstofftemperaturmessungen durchgeführt werden. Die Wissenschaftler weisen auch auf die hochwertige Elektronenoptik, hochstabile Beschleunigungsspannung und hochempfindlichen Bilddetektoren hin, mit denen die Anlage ausgestattet ist. Die herausragenden Eigenschaften des Mikroskops ermöglichen es, hochspezifische Prozesse wie Temperaturveränderungen genauestens nachzuverfolgen. Von der neuen Entwicklung wird die Forschung enorm profitieren, sind die Wissenschaftler überzeugt. Nach Abschluss der erfolgreichen Tests wird das Mikroskop Technologen Informationen liefern über "das Lichtspektrum, das der abzubildende Teil eines Objekts aussendet", sagt Professor Piotr Dluzewski, Leiter der Forschungsgruppe Elektronenmikroskopie. Regulär in Betrieb gehen wird das Mikroskop ab Januar 2011, und es soll nicht nur Forschern und Industrie in Polen, sondern weltweit wissenschaftliche Dienste leisten.

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Polen

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