Forschung

laufende Forschungsprojekte

Phasenplatte

Zusammen mit dem Karlsruhe Institute of Technology (KIT) und Bioquant in Heidelberg untersucht CEOS, welche Möglichkeiten die Verwendung von Phasenplatten in der Elektronenoptik bietet. Der Phasenkontrast von schwachen Objekten in Transmission kann damit stark verbessert werden. Eine Darstellung der damit verbundenen Fragestellungen finden Sie auf unseren Grundlagen-Seiten, Informationen über die Anwendung und Herstellung der Phasenplatten auf den Seiten des des KIT. Beachten Sie dort bitte besonders die zweite der aufgeführten Präsentationen: Einfluss von Phasenplatten auf Kontrasttransfer in Cs-korrigiertem TEM.

Abgeschlossene Projekte

SALVE (Sub Angstrom Low Voltage Electronmicroscopy)

CEOS arbeitet an der Korrektur von Farb-, Öffnungs- und Komafehler in einem TEM im Auftrag der Universität Ulm. Die eingesetzte Spannung liegt zwischen 20 und 80 kV. Die Entwicklung des Cc/Cs-korrigierten Niederspannungs-Elektronenmikroskops wurde erfolgreich abgeschlossen. Die Universität Ulm informierte über die Endabnahme des Geräts in einer Pressemitteilung, in der die Leistungsfähigkeit des Geräts ausführlich vorgestellt wird. Das Gerät wurde an die Universität Ulm übergeben. Bis zur Fertigstellung des neuen EM-Laborgebäudes an der Universität wird das Mikroskop in Räumen von CEOS von Ulmer Forschern betrieben. Hier gelangen Sie zur Website des Projektes.

Cs-Korrektor für 1.2 MV

CEOS entwickelte und konstruierte einen Öffnungsfehlerkorrektor für 1.2 MV. Das Besondere daran ist die hohe Beschleunigungsspannung, für die der Korrektor ausgelegt ist. Mit dem Gerät konnte mit 43 pm der Weltrekord der Auflösung gebrochen werden, wie in Appl. Phys. Lett. berichtet wird. Mit ihm soll die holographische Beobachtung von Quantenphänomenen ermöglicht werden.

Elektrostatischer Korrektor

CEOS entwickelte einen rein elektrostatischen Cc/Cs-Korrektor. Es konnte gezeigt werden, dass die Korrektur des Farb- und Öffnungsfehlers in einer ionenoptischen Säule eine deutliche Erhöhung der Auflösung zur Folge hat.

C-COR

Innerhalb des TEAM Projektes entwickelte CEOS einen magnetisch/elektrostatischen Cc/Cs Korrektor für ein Transmissions-Elektronenmikroskop. Das Gerät wurde im Oktober 2009 am NCEM der Wissenschaftsgemeinde zur Verfügung gestellt, Interessenten können es in der dortigen "user facility" für eigene Forschungszwecke einsetzen.

Neben der Verbesserung der Höchstauflösung ermöglicht die Farbfehlerkorrektur auch eine gute Abbildungsqualität bei der Abbildung mit Elektronen, die eine große Energiebreite aufweisen. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn die Elektronen einen Energieverlust erlitten haben, bevor sie auf die Probe treffen, wie dies in Umgebungszellen der Fall ist. Yuk et. al. veröffentlichen eine Anwendung der Farbfehlerkorrektur: Im TEAM Instrument wurden Proben in einer Graphen Flüssigzelle untersucht. Einen Link auf den Science Originalartikel finden Sie in unserer Literaturliste.

Ein weiterer C-COR wurde in Jülich im Rahmen des Pico-Projektes in Betrieb genommen.

Mit dem PICO-Gerät wurde jetzt die tomographische Abbildung ganzer Zellen bei Farbfehlerkorrektur untersucht. Es zeigte sich hier eindrucksvoll, dass diese Art der Korrektur nicht nur bei der Höchstauflösung Vorteile bietet. Durch die unelastische Streuung in den dicken Zellen erhalten die Elektronen eine Energiebreite von über 200 eV, so dass ohne Farbfehlerkorrektur nur Auflösungen von einigen zehn Nanometern möglich wären. Mit dem PICO-Gerät konnte hingegen eine durch andere Effekte begrenzte Auflösung von 2-4 nm erreicht werden.

In einer weiteren Veröffentlichung aus dem Pico-Projekt zeigen Urban et. al., dass Elementabbildung im energiegefilterten TEM mit atomarer Auflösung möglich ist, wenn ein chromatisch korrigiertes TEM verwendet wird. Es konnten hierbei Energiefenster von bis zu 40 eV verwendet werden.

Der C-COR wurde inzwischen zu einem Produkt von CEOS weiterentwickelt.

BCOR

Im Auftrag der University of Victoria wurde dieser aplantische Korrektor vom Hexapoltyp implementiert. Die Korrektur von Öffnungs- und außeraxialem Komafehler erlaubt die Vergrößerung des hochauflösenden Bildfeldes der CCD-Kamera. Weitere Informationen zu diesem Projekt finden Sie auf diesem Poster.
Dieser Korrektor wurde im gleichen Gerät wie der unten erwähnte S-CCOR ausgeliefert.

Der BCOR wurde inzwischen zu einem Produkt von CEOS weiterentwickelt.

S-CCOR

Im Auftrag der University of Victoria realisierte CEOS zusammen mit Hitachi einen Korrektor für Farb- und Öffnungsfehler in einem STEM. Das Mikroskop wurde an der Universität installiert und jetzt vollständig in Betrieb genommen.
Weitere Informationen über das Projekt finden Sie auf den Seiten der University of Victoria, insbesondere im Abschnitt "A little bit about technology" des HF-33XX Reiters.

Ein Blick in die Zukunft

Die Verwendung von korrigierten Elektronenmikroskopen bietet große Chancen für Neuentwicklungen. Viele Einschränkungen, die bisher für eine hohe Auflösung nötig waren, entfallen durch die Korrekturmöglichkeiten. So zum Beispiel eine hohe Beschleunigungsspannung, starke Objektivlinsen oder die niedrige Energiebreite des Primärstrahls. Der Verzicht auf diese Voraussetzungen eröffnet ganz neue Perspektiven für die Anwender.