Hochauflösendes Rasterelektronenmikroskop
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Eigenschaften von Nanopartikeln und Nanomaterialien und damit ihr Anwendungspotential werden ganz wesentlich durch die Partikelcharakteristika (Größenverteilung, Morphologie, Mikrostruktur, Kristall- und lokale Struktur) beeinflusst. Im Gegensatz zu anderen Methoden der Strukturforschung wie Beugung oder Spektroskopie, ermöglichen bildgebende Verfahren wie die hochauflösende Rasterelektronenmikroskopie die direkte ortsaufgelöste Beobachtung der Struktur(en) und ihrer (räumlichen) Verteilung im Untersuchungsgegenstand, d. h. es werden wichtige, über die anderen Verfahren hinausgehenden Informationen gewonnen, wie z. B. über die Homogenität der Probe. Das mit Hilfe des Großgeräteantrages beschaffte, hochauflösende Rasterelektronenmikroskop ist mit einem kalten Feldemitter als Elektronenquelle sowie neben SE-, BSE-, und LABE-Detektoren mit einem STEM- und EDX-Detektor Quantax 200 (Bruker) ausgestattet. Das Semi-Inlens System erlaubt Auflösungen von 1,4 nm bei 1 kV und 1,0 nm bei 15 kV. Der ‘Gentle Beam’ Modus ermöglicht extrem hohe Auflösung bei kleinen Anregungsspannungen. Aufladungen der Proben werden vermieden, bei empfindlichen Proben werden so die Strahlungsschäden minimiert. Die Beschichtung der Proben mit Kohlenstoff während der Untersuchung wird durch den Einsatz einer Schleuse und einer Kühlfalle minimiert. In den vergangenen drei Jahren haben wir das HRSEM-Instrument zur Standard-Charakterisierung der in unserer Arbeitsgruppe erzeugten und verarbeiteten Nanomaterialien (Partikel, Schichten und Festkörper) hinsichtlich ihrer Struktur und Zusammensetzung eingesetzt. So konnten auch geeignete Proben für eine detailliertere Untersuchung im HRTEM identifiziert werden. Zum Beispiel wurde untersucht: 1. Festkörperdiffusion und ihre Anisotropie in ZnO-Einkristallen mit Al und Cu als diffundierenden Spezies zur Information über die elementaren Mechanismen beim Sintern von dotierten ZnO Proben; 2. Mikrostruktur von Festkörpern aus TiO 2 und ZnO als Funktion der Laser- und Spark-Plasma-Sinter-Parameter; 3. Lokale chemische Zusammensetzung im System Cu cAlaOo; 4. Lokale chemische Zusammensetzung im System GagOoNn; 5. Zusammensetzung und Mikrostruktur von gedruckten Schichten aus ZnO und TiO 2 als Funktion der Partikel-Funktionalisierung; 6. Morphologie und Mikrostruktur von ZnO Hohlkugeln, die durch chemische Gasphasensynthese erzeugt wurden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Stable Aqueous Dispersions of ZnO Nanoparticles for Ink-Jet Printed Gas Sensors. J. Nanosci. Nanotechnol. 11, 10839 (2011)
Ahmed S. G. Khalil, Sonja Hartner, Moazzam Ali, Hartmut Wiggers, Markus Winterer
- Synthesis of Active Carbon-Based Catalysts by Chemical Vapor Infiltration for Nitrogen Oxide Conversion. J. Nanosci. Nanotechnol. 11, 7956 (2011)
Martin Busch, Ulf Bergmann, Uta Sager, Wolfgang Schmidt, Frank Schmidt, Christian Notthoff, Burak Atakan, Markus Winterer
- Continuous wave ultraviolet-laser sintering of ZnO and TiO2 nanoparticle thin films at low laser powers. J. Appl. Phys. 113, 044310 (2013)
Alice Sandmann, Christian Notthoff, Markus Winterer
- Role of the ligand layer for photoluminescence spectral diffusion of CdSe/ZnS nanoparticles. Phys. Rev. B 88, 125302 (2013)
Daniel Braam, Andreas Mölleken, Günther M. Prinz, Christian Notthoff, Martin Geller, Axel Lorke
- Spatial high resolution energy dispersive X-ray spectroscopy on thin lamellas. Ultramicroscopy 129, 30 (2013)
Christian Notthoff, Markus Winterer, Andreas Beckel, Martin Geller, Jürgen Heindl
- Synthesis of Small Hollow ZnO Nanospheres from the Gas Phase. Part. Part. Syst. Charact. 30, 434 (2013)
Carolin Schilling, Ralf Theissmann, Christian Notthoff, Markus Winterer
- Influence of thickness on the structural properties of radio-frequency and direct-current magnetron sputtered TiO2 anatase thin films. Thin Solid Films 2014
Sanat K. Mukherjee, Abdelkader Nebatti, F. Mohtascham, S. Schipporeit, Christian Notthoff, Dieter Mergel
(Siehe online unter https://dx.doi.org/10.1016/j.tsf.2014.02.048)
