Weltweit einzigartiges Elektronenmikroskop

8. April 2017, 21:58

Je kleiner die Proben sind, die man untersuchen möchte, desto größer sind die Mikroskope, die man dazu braucht, erklärt Ferdinand Hofer vom Forschungsinstitut für Elektronenmikroskopie an der Technischen Universität Graz.

Ebenso ist es auch beim neuen "Austrian Scanning Transmission Electron Microscope", dessen Anschaffung die TU Graz gemeinsam mit der Austrian Cooperative Research verwirklicht hat. Mit einer Höhe von vier Metern füllt es im Keller des Instituts einen ganzen Raum aus. Man kann es sich einfach gesagt wie eine senkrecht aufgestellte Röhre vorstellen.

Die Analyse der chemischen Zusammensetzung von Atomen

In der Mitte dieser Röhre wird die zu untersuchende Probe platziert. An der Oberseite wird Strom in einer Stärke von etwa 300.000 Volt eingespeist. Von oben wird dann ein sehr dünner Elektronenstrahl durch die Probe hindurch auf die Unterseite geschossen.

Die unten auftreffenden Elektronen werden von speziellen Detektoren registriert, die ein Signal an den Computer schicken. Dieser berechnet ein Bild, das so hochauflösend ist, dass sogar die einzelnen Atomsäulen in einer noch nie da gewesenen Auflösung zu sehen sind.

Und das macht das Grazer Mikroskop zu einer Weltneuheit, sagt Hofer: "Wir können durch den Einbau eines völlig neuartigen Röntgendetektors, der weltweit zum ersten Mal in unser Elektronenmikroskop eingebaut wurde, auch die Atome oder Atomsäulen im Bezug auf die chemische Zusammensetzung analysieren. Wir können also sagen: sind das Strontiumatome, Titanatome oder Sauerstoffatome. Das ist für die materialwissenschaftliche Forschung ein entscheidender Faktor, das zu können."

Forschung an Industrie-Werkstoffen

Das Mikroskop soll vorwiegend zur Forschung an Werkstoffen aus der Industrie eingesetzt werden. Ein Forschungsbereich sind hier beispielsweise Solarzellen.

"Da sind auch verschiedene Materialien, mit extrem dünnen Schichten, drinnen. Wir erwarten, dass wir mit unserem Mikroskop diese Materialien besser analysieren können, um vielleicht die Effizienz von Solarzellen zu erhöhen.

Damit die Kapazitäten des Mikroskops nicht nur von den Grazer Forschern genutzt werden können, wird es sogar möglich sein, von anderen Forschungseinrichtungen via Internet das Mikroskop zu steuern und Proben zu untersuchen", sagt Hofer.

Gestaltung: Florian Petautschnig