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Focused-Ion-Beam (FIB) Mikroskopie und Nanostrukturierung

 

Durch die Kombination eines Rasterelektronenmikroskops mit einer ionenoptischen Säule, mit der ein fokussierter Ga+-Ionenstrahl erzeugt wird, eröffnen sich eine Vielzahl von neuen Optionen für die Analyse der Mikrostruktur und chemischen Zusammensetzung. Inbesondere ermöglichen es die 30 keV Ga+-Ionen, Nanostrukturen zu  "fräsen". Unser dual-beam FIB/REM System vom Typ FEI Strata 400 STEM ist zusätzlich mit einem EDXS System für chemische Analysen und einem Detektor für die Rastertransmissionselektronenmikrokopie (STEM: Scanning Transmission Electron Microscopy) zur Untersuchung elektronentransparenter Proben ausgestattet. Auf Grund der guten räumlichen Auflösung von besser als 1 nm bei STEM Abbildungen kann sich die Untersuchung der Proben im Transmissionselektronenmikroskop erübrigen. Ein Gasinjektionssystem erlaubt die lokale Abscheidung von Platin, Wolfram, SiO2 und Kohlenstoff.

Zusätzliche Optionen zusätzlich zur Rasterelektronenmikroskopie (REM)

  • Mikro- und Nanostrukturierung durch „Fräsen“ mit dem fokussierten Ga+-Ionenstrahl
  • Herstellung von Querschnitten und elektronentransparenten Proben für die (Raster)Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) und STEM, Zielpräparation, geringe Materialmenge erforderlich
  • STEM Abbildung bei niedrigen Elektronenenergien <= 30 keV zur Untersuchung strahlungsempfindlicher Objekte (keine Verlagerungsschädigung) mit einer Auflösung von besser als 1 nm
  • Chemische sensitive Abbildung (qualitativ) durch HAADF (high-angle annular dark-field) STEM mit einer Auflösung von 1 nm
  • EDXS Analysen mit hoher räumlicher Auflösung im Bereich von einigen Nanometern (abhängig von der Probendicke) an dünnen TEM Proben
  • Ionen-induzierter Channeling Kontrast zur Abbildung der Kornstruktur
  • Elektrische Kontakierung von nanoskaligen Objekten durch lokale Ionen- und Elektronen-induzierte Pt- oder W-Abscheidung

 

 

Ansprechpartner:

Dr. Erich Müller

 

Beispiele

 

 

Ioneninduzierter Channeling Kontrast der Kornstruktur an einem Querschnitt eines perlitischen Stahls nach Oberflächenbehandlung

channeling

 

B. Okolo et al., Journal of Materials Processing Technology 183 (2007) 160–164 Zielpräparation einer TEM Probe mit in-situ Liftout

TEM Lamelle 
E. Müller (Nanostruktur Servicelabor des Center for Functional Nanostructures CFN, KIT

 

Elektrische Kontaktierung einer ZnO Nanosäule durch lokale Pt-Abscheidung

 ZnO kontaktiert
D. Weissenberger (Laboratorium für Elektronenmikroskopie)

 

30 keV HAADF (high-angle annular dark-field) STEM Abbildung einer HT-29 Zelle mit inkorporierten SiO2 Nanoteilchen ohne Kontrastierung

HT 29 SiO2 
H. Blank (Laboratorium für Elektronenmikroskopie), Probe aus der Gruppe von Prof. Dr. Doris Marko (Institut für Analytische Chemie und Lebensmittelchemie, Universität Wien)