Ultra-hochauflösende Rasterelektronenmikroskop

• Fachliche Zuordnung: Chemische Festkörper- und Oberflächenforschung
• Förderung: Förderung in 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 450829266

Die chemischen Materialwissenschaften nehmen eine Schlüsselposition im Forschungsprofil der Leibniz-Universität Hannover ein, da sie ein Bindeglied in fast allen etablierten Schwerpunkten 'Optische Technologien', 'Biomedizinforschung', 'Quantenoptik' und 'Produktionstechnik' ist. Durch kürzlich erfolgte Neuberufungen konnte der Bereich der chemischen Materialwissenschaft nachhaltig gestärkt werden. In diesem Zuge hat sich ein Schwerpunkt der Forschung herausdifferenziert, der deutlich stärker als bisher in Richtung weicher Materie, Polymere, Hybridmaterialien und Kolloide orientiert ist. Diese Art der Materialien erfordert zur Charakterisierung eine Analytik, die auf die speziellen Charakteristika hin ausgerichtet ist. Die Leibniz-Universität Hannover wird deshalb eine neue Core-Facility Multi-Skalen Analyse-Techniken für die Chemische Materialwissenschaft (cfMATCH) ins Leben rufen. Das Konzept der Universität besteht darin, dass alle Forscher in einem Zentrallabor eine umfassende Charakterisierung eines chemischen Materials erhalten können. Verschiedene Institute der Naturwissenschaftlichen Fakultät, der Fakultät für Mathematik und Physik und der Fakultät für Maschinenbau haben Bedarf erklärt, aber auch außerhalb der Universität z.B. in der Kooperation mit der Medizinischen Hochschule Hannover gibt es Interesse. Die Elektronenmikroskopie (TEM und SEM) ist als Analysentechnik für chemische Materialien unverzichtbar, weshalb wir für cfMATCH eine kombinierte Anschaffung beider Geräte planen. Die Rasterelektronenmikroskopie (SEM), Gegenstand hier, soll dabei speziell auf die Bedürfnisse ausgerichtet werden, die sich für weiche Materie mit verhältnismäßig hohem Anteil organischer Bestandteile ergeben. Häufig resultiert daraus eine geringe elektrische Leitfähigkeit, was man gewöhnlich durch eine Sputter-Beschichtung mit einem metallischen Film kompensiert, wodurch aber bei komplex aufgebauten Materialien wie Hybriden Information verlorengehen kann. Daher soll ein Gerät beschafft werden, welches mit extrem hoher Auflösung (sub-nm Bereich) ohne die Notwendigkeit zur leitfähigen Beschichtung arbeitet und somit sogar bei sehr niedrigen Beschleunigungsspannungen bzw. Ladungsenergie höchste Performance bietet. Da die relevanten Materialien häufig eine hierarchische Nanostruktur und komplexe Muster der Verteilung von chemischen Elementen aufweisen, wird gleichzeitig großes Gewicht auf eine enorm leistungsstarke, ortsaufgelöste Elementaranalytik mittels Energie-dispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) gelegt. Konkrete Einsatzgebiete des SEM-Geräts sind für die Untersuchung der Form und Elementverteilung in (dotierten) Nanopartikeln und der Topologie von durch Assemblierung entstandenen Partikel-basierten Materialien, kolloidale Gläser und Aerogele, funktionelle Gradientenmaterialien, Implantatoberflächen, nanostrukturierte Sensormaterialien, Mineralisationsprozesse und Morphologien von Kristallen, thermoelektrische Fasern und 2-D Heterostrukturen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Ultra-hochauflösende Rasterelektronenmikroskop
• Gerätegruppe: 5091 Rasterkraft-Mikroskope
• Antragstellende Institution: Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover
• Leiter: Professor Dr. Sebastian Polarz