Mikro­sko­pie

Beschreibung der Methode

Stark vergrößerte Darstellung von Oberflächen. Folgende Technologien stehen zur Verfügung:

Analysen im Mikro- bis Nanometer-Bereich:

• Rasterelektronenmikroskopie (REM): Ein Elektronenstrahl rastert die Probenoberfläche ab, die Wechselwirkung liefert hochaufgelöste topographische und chemische Informationen.
• Transmissionselektronenmikroskopie (STEM): Funktionsprinzip wie REM aber der Strahl dringt in die (dünne) Probe ein und liefert Information über die Strukturen im Inneren. 

Analysen auf atomarer Ebene:

• Rastertunnelmikroskopie (RTM) und Rastertunnelspektroskopie (RTS): RTM: Bei geringen Abständen (< 1 nm) zwischen leitfähiger Spitze und Probe fließt ein messbarer Tunnelstrom, einzelne Atome und ihre elektronischen Eigenschaften visualisiert werden können. Die RTS liefert zusätzlich elektronische Informationen über die Zustandsdichte.
• Rasterkraftmikroskopie (AFM): Eine nanoskopisch feine Nadel wird mittels einer Blattfeder gegen die zu messende Probe gedrückt, und die atomaren Kräfte biegen die Blattfeder. Im Unterschied zur RTM können auch nicht leitende Proben analysiert werden. 
• Rasterkraftmikroskopie mit IR-Kopplung (AFM-IR): Diese Hybridtechnik kombiniert die hohe räumliche Auflösung des AFM mit der chemischen Spezifität der IR-Spektroskopie. Die IR-induzierte thermische Expansion der Probe wird über die AFM-Spitze detektiert, wodurch chemische Information mit Nanometer-Auflösung gewonnen wird.

Anwendungsbeispiele

Analysen im Mikro- bis Nanometer-Bereich:

Rasterelektronenmikroskopie (REM)

• Charakterisierung von Oberflächenmorphologie und Mikrostrukturen
• Partikelvermessung und -formanalyse
• Qualitätskontrolle beschichteter Oberflächen
• Materialprüfung von Bruchflächen und Verschleißerscheinungen
• Entwicklung nanostrukturierter Materialien

Transmissionselektronenmikroskopie (STEM)

• Atomare Strukturaufklärung von Nanomaterialien
• Charakterisierung von Grenzflächen und Defekten
• Phasenverteilung in Nanostrukturen, chemische Analytik auf Nanoskala

Analysen auf atomarer Ebene:

Rastertunnelmikroskopie (RTM) und Rastertunnelspektroskopie (RTS)

• Atomare Auflösung leitfähiger Oberflächen
• Untersuchung von Oberflächenrekonstruktionen und Defekten
• Analyse von Adsorptionsprozessen auf atomarer Ebene
• Bestimmung lokaler elektronischer Eigenschaften

Rasterkraftmikroskopie (AFM)

• Topographische Charakterisierung mit atomarer Auflösung von nicht leitfähigen Oberflächen
• Untersuchung von Biomolekülen in physiologischen Bedingungen
• Charakterisierung von 2D-Materialien und dünnen Schichten

Rasterkraftmikroskopie mit IR-Kopplung (AFM-IR)

• Untersuchung von Degradationsprozessen in Materialien
• Entwicklung funktioneller Beschichtungen
• Qualitätskontrolle in der Mikroelektronik
• Chemische Kartierung von Polymer-Blends und Composites
• Charakterisierung von Membranen und Zellstrukturen

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