Bildgebendes Raman- und Rasterelektronen-Mikroskop

• Fachliche Zuordnung: Chemische Festkörper- und Oberflächenforschung
• Förderung: Förderung in 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 450610390

Die bildgebende Raman- und Rasterelektronen-Mikroskopie (Raman-Imaging-and-Scanning-Electron-Mikroskopie; RISE-Mikroskopie) erlaubt eine Korrelation chemischer Information (Raman-Spektroskopie) mit Oberflächenstrukturen (Rasterelektronenmikroskopie) und liefert somit tiefere Einblicke in das Zusammenspiel der chemischen Zusammensetzung und Morphologie nanostrukturierter Materialien. Neben der Analyse der lokalen Zusammensetzung anorganischer, organischer und hybrider Festkörper ist auch das bessere Verständnis der Wechselwirkungen von Molekülen mit Festkörpern ein Schwerpunkt der Forschungsaktivitäten der Antragsteller. Bisher existieren sowohl reine Raman-Spektrometer bzw. Elektronenmikroskope in den beteiligten Fachgruppen, die eine getrennte Analytik von Proben erlauben, jedoch keine Korrelation der erhaltenen Datensätze gestatten. Die Etablierung eines RISE-Mikroskopiesystems wird erstmalig im Department Chemie der Universität zu Köln die Möglichkeit eröffnen, korrelierte Informationen über die detaillierte chemische Zusammensetzung und topologischer Information von Materialien zu erhalten, welche über die reine Elementarzusammensetzung hinaus gehen (siehe energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX)). Die Analytik der chemischen Oberflächenfunktionalisierung und Quantifizierung nanostrukturierter Materialien (Nanopartikel, Nanodrähte, Dünnschichten und poröse Materialien) ist beispielsweise von elementarer Bedeutung bei der Erforschung von Materialien für biologische bzw. medizinische Anwendungen. Auch die Charakterisierung von 2-dimensionalen Materialien (wie z. B. Graphen, Übergangsmetalldichalkogeniden (u. a. MoS2, WS2), hexagonalem Bornitrid, und Heterostrukturen dieser Materialsysteme, wird signifikant von einer korrelierten Raman-Spektroskopie profitieren und dadurch auch weitere Kooperationen innerhalb der Fakultät zwischen dem Department Chemie und den Physikalischen Instituten vertiefen. Das beantragte RISE-Mikroskop soll die Grundlage eines spektroskopisch ausgestatteten Elektronenmikroskopiesystems am Institut für Anorganische Chemie bilden, welches mit weiteren Analyseoptionen (u.a. energiedispersive Röntgenspektroskopie: EDX, Elektronenrückstreubeugung: EBSD, Kathodolumineszenz: CL, etc.) erweitert werden kann, um eine umfassende korrelierte chemische Analytik nanostrukturierter Materialien zu ermöglichen und auch somit zu den zentralen Forschungsschwerpunkten des Fachbereichs und darüber hinaus beizutragen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Bildgebendes Raman- und Rasterelektronen-Mikroskop
• Gerätegruppe: 5120 Rasterelektronenmikroskope (REM)
• Antragstellende Institution: Universität zu Köln
• Leiter: Professor Dr. Sanjay Mathur