Ein neues Multifunktionswerkzeug für die Nanotechnologie
Die Explosion in der Nanotechnologie hat wesentlichen Auswirkungen auf verschiedene Bereiche angefangen bei organischer Elektronik über Biomedizin bis hin zu Photovoltaik. Das wachsende Volumen und die Vielfalt der Produkte unterstreichen die dringende Notwendigkeit für eine flexible und multimodale Technologie zur Nanoobjektcharakterisierung in einem einzigen Werkzeug. Das EU-geförderte Projekt UNIVSEM (Universal SEM as a multi-nano-analytical tool) brachte eine komplementäre Gruppe von industriellen und akademischen Partnern zusammen, deren Synergie zu mehreren kommerziellen Produkten führte. Bisher war die Integration von Rasterelektronenmikroskopie (SEM) und fokussiertem Ionenstrahl (FIB) mit analytischen Add-ons sehr komplex. Aus der Tätigkeit der Projektpartner ergaben sich mehrere neue Entwicklungen: Integration eines Time-of Flight-Sekundärionen-Massenspektrometers (TOF-SIMS), welches das FIB nutzt, ein Hochgeschwindigkeits-Vakuum kompatibles Rastersondenmikroskop (SPM) mit großem Scan-Bereich und die Integration des konfokalen Raman-Mikroskops. Darüber hinaus wurden neue Elektronendetektoren, ein Farb-Kathodolumineszenzdetektor und eine Xenon-Plasma FIB entwickelt und integriert und die SEM-Gesamtleistung wurde verbessert. Das erste Projektergebnis war eine korrelative Mikroskopie-Technik, die SEM und konfokale Raman-Bildgebung innerhalb eines integrierten Mikroskopsystems kombiniert. Diese Kombination bietet klare Vorteile für die Nutzer in Bezug auf eine umfassende Probencharakterisierung. SEM ist eine ausgezeichnete Technik zur Visualisierung von Oberflächenstrukturenproben im Nanomaßstab. Konfokale Raman-Bildgebung ist eine etablierte spektroskopische Methode zur Erfassung einer chemischen und molekularen Komponente der Probe. Dieses neu entwickelte Mikroskop ermöglicht zum ersten Mal die Aufnahme von SEM und Raman-Bildern aus dem gleichen Probenbereich und die Korrelation von ultra-strukturellen und chemischen Informationen. Ein weiteres Ergebnis des Projekts war die erfolgreiche Integration von SEM und SPM mit TOF-SIMS, was zu beispiellosen Analysefunktionen führt. TOF-SIMS bieten bessere Nachweisgrenzen, höhere räumliche Auflösung, Tiefenprofilierung und die Fähigkeit Isotopen zu erkennen. Die Vermarktung soll schnell folgen und einen größeren Einfluss auf zahlreiche Branchen dank des wachsenden globalen Vertriebsnetzes eines Partners haben. Das multimodale Werkzeug die Entwicklung der Nanotechnologie und die verbesserte Qualitätskontrolle in einer Vielzahl von Bereichen, einschließlich der Forensik, Geologie, Biologie und Optoelektronik vorantreiben.
Schlüsselbegriffe
Multifunktionswerkzeug, nanoskalige Analyse, Rasterelektronenmikroskopie, konfokale Ramanbildgebung
