Nanowissenschaften und Nanomaterialien
Lösungen für die dringendsten Herausforderungen im Bereich der Nanowissenschaften und der Nanotechnologie
Die Nachfrage nach immer kostengünstigeren und schnelleren Geräten zählt zu den wichtigsten Innovationstreibern der Nanotechnologie. Um dieser Nachfrage gerecht zu werden, dringen Wissenschaftler in immer komplexere Bereiche der Forschung auf dem Gebiet der Halbleitertechnik, niederdimensionalen Materialien, Dünnfilme, Photonik und Mikro- und Nanofluidik vor. Anders gesagt: Die Nanowissenschaften unterliegen einem ständigen Innovationsdruck, um Technologien zu entwickeln, die die aktuellen Standards immer wieder aufs Neue übertreffen.
Die Nanomaterialforschung ist jedoch immer nur so gut, wie die zur Verfügung stehenden mikroskopischen Tools. Mit den richtigen Tools ist es möglich, entscheidende Informationen über die Probe zu gewinnen – und je komplexer Ihre Probe oder Forschungsprojekt, desto höher die Anforderungen. Wenn Ihr Mikroskop nicht das leisten kann, was Sie für Ihre Forschung brauchen, werden Sie mit Ihrem Projekt abgehängt.
„Stellen Sie sich vor, Sie könnten magnetische Momente von nur 1 bohrschen Magneton erfassen. Zu sehen wären Spin-Flips einzelner Elektronen. Genau das versuchen wir mit supraleitenden Quanten-Interferenzgeräten, sogenannten nanoSQUIDs, zu erreichen. NanoSQUIDs bestehen aus Josephson-Kontakten, die in einem Ring angeordnet sind. Sie verfügen über ultradünne, isolierende Tunnelbarrieren mit einer Dicke von etwa 1 nm. Wir stellen unsere SQUIDs mit einem ZEISS Orion NanoFab her. Für ultradünne Proben wird aufgrund der geringen Größe der Kontakte ein TEM benötigt. Die Defekte im Kristall können anschließend weiter untersucht werden. Eine zielgerichtete Präparation ist für das Wiederauffinden relevanter Bereiche entscheidend und kann nur mit einem FIB-SEM durchgeführt werden. Eine atomare Auflösung kann nur erreicht werden, wenn dünnste Proben hoher Qualität zur Verfügung stehen.“
TEM-Lamellen präparieren und nanoSQUIDs untersuchen
ZnO-Nanopartikel auf einem Kohlenstofffilm
STEM-Kippserie, die gezeigten STEM-Bilder im Hellfeld sind ein Beispiel der gleichzeitig insgesamt vier mit dem aSTEM-Detektor erfassten Signale unter Verwendung des speziellen Probenhalters für die STEM-Tomografie. ZEISS GeminiSEM.
3D‑Tomografie und Analyse
Mehrschichtiges Metallsystem erläutert anhand einer kanadischen Münze; typischer FIB-SEM-Workflow mit Materialabtrag, Bildgebung, EBSD (oben in diesem Video) und EDX (unten). Details, Zeile oben, von links nach rechts: EBSD, Kupfer, Bandkontrast; EBSD, Eisen, Euler-Färbung; EBSD, Nickel, IPF X. Zeile unten, von links nach rechts: EDX-Elementverteilungsbild mit: Kupfer, Eisen, Nickel. ZEISS Crossbeam mit EDX, ZEISS Atlas 5 mit 3D Analytics-Modul, EDX, EBSD.