Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop (FE-REM)

• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung in 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 518944619

Es wird ein Rasterelektronenmikroskop mit Feldemissionskathode (FEG-SEM) beantragt. Das Gerät erlaubt die Charakterisierung von Texturen und Oberflächen mit einer räumlichen Auflösung im Subnanometerbereich. Die hohe räumliche Auflösung erlaubt die Quantifizierung von kleinskaligen Gefügeparametern (z.B. Kristallorientierung, Kristalldefekte) unter Verwendung eines leistungsstarken Elektronenrückstreubeugungsdetektors (EBSD), sowie deren chemische Zusammensetzung mittels eines energiedispersiven Röntgenspektroskopiedetektors (EDS). Weiterhin kann das FEG-SEM durch einen spektralauflösenden Kathodolumineszenzdetektor (WAR-CL) Zonierungen und Verteilungen von Spurenelementen wie etwa Seltenerdelementen (REE) sichtbar machen und semiquantitativ auswerten. Für die Untersuchung von Proben ohne leitende Oberfläche sowie mit Topographie ist das FEG-SEM auch mit einem Niedrigvakuum-Modus ausgestattet, der die Analyse von z.B. organischen Proben ermöglicht. Das beantragte FEG-SEM wird in die existierende Struktur von GoeLEM (Goettingen Laboratory for correlative Light and Electron Microscopy) eingebunden und komplementiert mit dem Fokus auf Textur- und Spektralanalysen die vorhandene chemische Analytik der Haupt- und Spurenelemente. Für das hier beantragte Gerät, sind neben den Standarddetektoren für Rückstreu- und Sekundärelektronen entsprechend komplementäre Detektionssysteme geplant, für die zum einen ein substantieller projektspezifischer und insbesondere arbeitsgruppenübergreifenden Bedarf besteht und für die zum anderen am Geowissenschaftlichen Zentrum Göttingen (GZG) in Verbindung mit der Hochauflösung der Elektronenoptik keine vergleichbaren Systeme zur Verfügung stehen. Zum Beispiel ist die hohe laterale Auflösung und hohe Sensitivität des Rückstreuelektronendetektors generell für alle Anwendungen am FEG-SEM relevant, aber besondere Anforderungen stellen vor allem für die Forschungsprojekte der Mineralogie (Entmischungsstrukturen) und Petrologie (Reaktionstexturen & Diffusionschronometrie) dar. Die Kopplung von EBSD und EDS-Signalen ermöglicht nicht nur eine bessere Phasenidentifikation, z.B. von sehr feinkörnigem Material, sondern erlaubt auch Rückschlüsse auf geologische Prozesse und Mikrostrukturen, die man mittels serieller Bestimmung von Orientierungsdaten und Elementverteilung nur schwer sichtbar machen kann. Der spektral auflösender CL-Detektor wird neben der qualitativen Darstellung des Zonarbaus auch dazu genutzt werden Spurenelemente, sowie deren Wertigkeit und Gitterposition quantitativ zu bestimmen. Der Einsatz des spektralauflösenden CL-Detektors erlaubt somit Rückschlüsse auf Herkunft (Provenanceanalyse) und reaktive Prozesse (z.B. hydrothermale Lösungs- und Fällung, Metamorphose und Deformation) und dient zur Vorbereitung der geochemischen Altersbestimmung.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop (FE-REM)
• Gerätegruppe: 5120 Rasterelektronenmikroskope (REM)
• Antragstellende Institution: Georg-August-Universität Göttingen
• Leiter: Professor Dr. Thomas Müller