Transmissionselektronenmikroskop
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Transmissionselektronenmikroskop (TEM) mit LaB6-Glühemissionskathode ist ein wichtiger Baustein des TEM-Zentrums an der Technischen Fakultät der CAU Kiel. Es ist als Multi-User-Gerät konzipiert und eine substanzielle Ergänzung zu dem bereits vorhandenen, aber durch die verstärkte wissenschaftliche Schwerpunktsetzung im Bereich der Nanomaterialien an der CAU Kiel in den letzten Jahren stark ausgelasteten, FEG-TEM. Gerade für Routinemessungen im Bereich von Nanopartikeln, aber auch durch die vorhandenen STEM- und EDX-Detektoren und die Möglichkeit der Tomographie, hat das Gerät einen großen Anteil an diversen Forschungsprojekten des Instituts für Materialwissenschaft der Technischen Fakultät und anderer Institute der CAU Kiel. Mehrere Sonderforschungsbereiche haben das Gerät für ihre Forschung eingesetzt und werden das auch in Zukunft tun. Im SFB 677 „Funktion durch Schalten“ wird es in mehreren Teilprojekten eingesetzt. U. a. wird die Morphologie von SnO2- und ZnO-Nanopartikeln untersucht, um ihren Einfluss auf die durch UV-Licht schaltbare Molekülgruppe der Spiropyrane zu verstehen. Beim SFB 855 „Magnetoelektrische Verbundwerkstoffe - biomagnetische Schnittstellen der Zukunft“ wurde an der Möglichkeit der Realisierung neuartiger Magnetfeldsensoren geforscht. Dabei ist es wichtig, Strukturen, Phasen und deren Kristallinität, sowie die Grenzflächen zwischen den beteiligten magnetostriktiven und piezoelektrischen Materialien auf nanoskopischer Ebene zu analysieren. Viele Projekte wurden nach dem Auslaufen des SFB 855 in den Paketanträgen PAK 902 und werden auch in Zukunft in einem neu bewilligten SFB 1261 weitergeführt. Im Sonderforschungsbereich SFB Transregio 24 „Grundlagen komplexer Plasmen“ wird im Teilprojekt B13 die Bildung von Nanopartikeln beim Verwenden einer Clusterquelle unter verschiedenen Plasmabedingungen erforscht, so z. B. Partikelgrößenverteilungen bei unterschiedlichen Parametern. Dieser im nächsten Jahr auslaufende SFB soll durch einen weiteren SFB mit dem Schwerpunkt „Plasma-Festkörper-Grenzfläche“ fortgeführt werden, bei dem auch das TEM wieder eine wichtige Rolle spielen soll. Im Teilprojekt B2 „Nanostruktur von Materialien für memristive Schaltvorgänge“ der Forschergruppe FOR 2093 „Memristive Bauelemente für neuronale Systeme“ wurden u. a. die Möglichkeiten der Tomographie genutzt, um die räumliche Verteilung von Ag-Nanopartikeln in einer Si-Matrix aufzuklären. Neben den Sonderforschungsbereichen und Großprojekten wird und wurde das Mikroskop auch in diversen Einzelprojekten eingesetzt. Im DFG-Projekt „Elektrochemische und mikrostrukturelle Untersuchung der Prozesse in Anoden für Hochkapazitäts-Lithium-Ionen-Batterien basierend auf Si-Mikrodrahtanordnungen“ sollen fortschrittliche Siliziumdraht-Anoden für Li-Ionen-Batterien durch das bessere Verständnis der Prozesse während der Lithiierung und Delithiierung verbessert werden. Dafür wird die Morphologie und Struktur dieser Si-Drähte mittels TEM untersucht. Im DFG-Projekt „Synthese und Realstruktur-Eigenschaftsbeziehungen von Übergangsmetallsulfid-Nanoteilchen für die Entschwefelungskatalyse“ wurden u. a. MoS2-Materialien eingehend untersucht. Bei diesen Materialien spielen die laterale Ausdehnung sowie die Stapeldicke der aus MoS2-Schichten aufgebauten Nanoteilchen eine wichtige Rolle für die katalytischen Eigenschaften. Viele Projekte, die hier nicht explizit aufgeführt werden, werden auch insofern unterstützt, dass Routine- und Voruntersuchungen an diesem Gerät eingehende und fortführende Untersuchungen am FEG-TEM vorbereiten und dass dadurch das FEG-TEM mit seinen zusätzlichen Möglichkeiten entlastet wird.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Co-promoted MoS2 for hydrodesulfurization: New preparation method of MoS2 at room temperature and observation of massive differences of the selectivity depending on the activation atmosphere. Appl. Catal. A-Gen., 497, 72-84, May 2015
F. Niefind, W. Bensch, M. Deng, L. Kienle, J. Cruz-Reyes, J. M. D. Granados
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In Situ Formation of a MoS2-Based Inorganic-Organic Nanocomposite by Directed Thermal Decomposition. Chem. Eur. J., 21(24),8918-8925, Jun 8 2015
J. Djamil, S. A. W. Segler, W. Bensch, U. Schürmann, M. Deng, S. Hansen, T. Breweries, L. von Wullen, S. Rosenfeldt, S. Forster, H. Reinsch
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Magnetron Sputtering a New Fabrication Method of Iron Based Biodegradable Implant Materials. Adv. Mat. Sc. Eng., vol. 2015, Art. ID 294686, 2015
T. Jurgeleit, E. Quandt, C. Zamponi
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Room temperature synthesis of an amorphous MoS2 based composite stabilized by N-donor ligands and its light-driven photocatalytic hydrogen production. RSC Adv., 5(83), 67742-67751, 2015
F. Niefind, J. Djamil, W. Bensch, B. R. Srinivasan, I. Sinev, W. Grunert, M. Deng, L. Kienle, A. Lotnyk, M. B. Mesch, J. Senker, L. Dura, T. Beweries
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Controlled synthesis of germanium nanoparticles by nonthermal plasmas. Appl. Phys. Lett., vol. 108, no. 9, 2016
A. M. Ahadi, K. I. Hunter, N. J. Kramer, T. Strunskus, H. Kersten, F. Faupel, and U. R. Kortshagen
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Effect of crystallographic compatibility and grain size on the functional fatigue of sputtered TiNiCuCo thin films. Phil. Trans. R. Soc. A 374.2074: 20150311, 2016
C. Chluba, W. Ge, T. Dankwort, C. Bechtold, R. Lima de Miranda, L. Kienle, M. Wuttig, E. Quandt
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Modification of a metal nanoparticle beam by a hollow electrode discharge. J. Vac. Sci. Technol. A Vacuum, Surfaces, Film., vol. 34, no. 2, p. 21301, Mar. 2016
A. M. Ahadi, A. Hinz, O. Polonskyi, T. Trottenberg, T. Strunskus, H. Kersten, and F. Faupel
