Mikroskopie Nanoskaliger Strukturen & Mechanismen

Einblick in unsere Arbeit im KIT Exzellenz Cluster 3DMM2O

Das Video zeigt den Druck von Microstrukturen und die Untersuchung der Proben im Rasterelektronenmikroskop (REM).  Auf einem Silizium-Chip werden 3D Mikrostrukturen mittels 2 Photon Polymerisation gedruckt.  Die Weiterverarbeitung der Probe erfolgt durch das Trocken mittels Critical Point Drying.  Anschließend kann die Probe auf einen REM geeigneten Probenhalter befestigt werden und im Elektronenmikroskop untersucht werden. Es werden in dem Video drei verschiedene gedruckte Strukturen gezeigt, die in Zukunft hinsichtlich Einflussfaktoren wie Druck und Temperatur, nach einem Pyrolyse Prozesses untersucht werden. Zum Schluss wird die Probe für das Transmissionselektronenmikroskop (TEM) präpariert, in den Probenhalter eingesetzt und ins TEM eingeschleust.

Forschungsbereiche

Wir untersuchen, wie sich Nano- und Mikrostrukturen von Materialien während der Herstellung entwickeln und bei Beanspruchung (mechanisch, thermisch oder magnetisch) verändern. Dabei arbeiten wir an mehreren Materialsystemen, zu denen derzeit einkristalline Superlegierungen (single crystal superalloys, SX), Hochentropielegierungen (high entropy alloys, HEAs) und magnetische Funktionsmaterialien mit sogenannten Heusler/half Heusler Strukturen (H/HH) gehören.

 

 

Ein Schwerpunkt unserer Arbeiten liegt bei der Untersuchung neuer nanoskaliger Materialien, die auf den Nano- und Mikroskala aufgebaut werden und im Zentrum des Exzellenszclusters 3DMM2O stehen. Die Elektronenmikroskopie ermöglicht es uns, in den Nanokosmos von Materialien einzutauchen und sowohl räumliche Anordnungen zu erkennen als auch physikalisch und chemisch zu charakterisieren. Mit ihrer Hilfe können wir neue Elementarmechanismen und Materialphänomene entdecken.

Besonders faszinieren uns:

  • die Elementarprozesse, die die plastische Verformung hochfester Strukturwerkstoffe bestimmen. Hier wollen wir die Rolle von Versetzunen und planaren Fehlern und die An- bzw. Abreicherung von Legierungsatomen an solche Fehler besser verstehen helfen.
  • die Vorgänge, die zur Entmischung von Legierungssystemen und zur Vergröberung von Ausscheidungen führen. Die zugrundeliegenden Diffusionsprozesse wollen wir direkt beobachten und verstehen, wie diese atomaren Vorgänge die Eigenschaften von Materialien beeinflussen.
  • die magnetischen Strukturen in dünnen Folien aus Funktionsmaterialien. Wir wollen wissen, wie man sie kontrollieren und optimieren kann.
  • die MOF´s (engl. Abkürzung für Metal Organic Frameworks), die aus einzelnen molekularen und atomaren Bausteinen auf vielfältige Weise synthetisiert werden können.

Wir arbeiten eng mit nationalen und internationalen Forschungspartnern zusammen.

Kontaktieren Sie uns, wenn Sie Interesse an einer Zusammenarbeit haben - gerne besprechen wir Ihre Vorschläge! Unsere Gruppe und das KIT bieten ein wissenschaftliches Umfeld, das sich gut für einen Postdoc-Aufenthalt eignet. (Bewerbungen sind willkommen)

Wir würden uns freuen von Ihnen zu hören.

Yolita M. Eggeler und alle Mitglieder der MNM-Gruppe am LEM

 

 


Publikationsliste


Microarchitected Compliant Scaffolds of Pyrolytic Carbon for 3D Muscle Cell Growth
Taale, M.; Schamberger, B.; Monclus, M. A.; Dolle, C.; Taheri, F.; Mager, D.; Eggeler, Y. M.; Korvink, J. G.; Molina-Aldareguia, J. M.; Selhuber-Unkel, C.; Lantada, A. D.; Islam, M.
2024. Advanced Healthcare Materials. doi:10.1002/adhm.202303485
Disulfide‐Bridged Dynamic Covalent Triazine Polymer Thin Films by Interface Polymerization: High Refractive Index with Excellent Optical Transparency
Begum, S.; Kutonova, K.; Mauri, A.; Koenig, M.; Chan, K. C.; Sprau, C.; Dolle, C.; Trouillet, V.; Hassan, Z.; Leonhard, T.; Heißler, S.; Eggeler, Y. M.; Wenzel, W.; Kozlowska, M.; Bräse, S.
2023. Advanced Functional Materials, Art.-Nr.: 2303929. doi:10.1002/adfm.202303929
Inkjet‐Printed Tungsten Oxide Memristor Displaying Non‐Volatile Memory and Neuromorphic Properties
Hu, H.; Scholz, A.; Dolle, C.; Zintler, A.; Quintilla, A.; Liu, Y.; Tang, Y.; Breitung, B.; Marques, G. C.; Eggeler, Y. M. M.; Aghassi-Hagmann, J.
2023. Advanced Functional Materials, Art.Nr.: 2302290. doi:10.1002/adfm.202302290
In Situ Pyrolysis of 3D Printed Building Blocks for Functional Nanoscale Metamaterials
Sun, Q.; Dolle, C.; Kurpiers, C.; Kraft, K.; Islam, M.; Schwaiger, R.; Gumbsch, P.; Eggeler, Y. M. M.
2023. Advanced Functional Materials. doi:10.1002/adfm.202302358
Formation and thermal stability of two-phase microstructures in Al-containing refractory compositionally complex alloys
Kauffmann, A.; Laube, S.; Schellert, S.; Seils, S.; Tirunilai, A. S.; Greiner, C.; Eggeler, Y.; Gorr, B.; Christ, H.-J.; Heilmaier, M.
2023. International Conference on Processing & Manufacturing of Advanced Materials : Processing, Fabrication, Properties, Applications (Thermec 2023), Wien, Österreich, 2.–7. Juli 2023
Hexagonal Hybrid Bismuthene by Molecular Interface Engineering
Dolle, C.; Oestreicher, V.; Ruiz, A. M.; Kohring, M.; Garnes-Portolés, F.; Wu, M.; Sánchez-Santolino, G.; Seijas-Da Silva, A.; Alcaraz, M.; Eggeler, Y. M.; Spiecker, E.; Canet-Ferrer, J.; Leyva-Pérez, A.; Weber, H. B.; Varela, M.; Baldoví, J. J.; Abellán, G.
2023. Journal of the American Chemical Society, 145 (23), 12487–12498. doi:10.1021/jacs.2c13036
A Review on 3D Architected Pyrolytic Carbon Produced by Additive Micro/Nanomanufacturing
Eggeler, Y. M.; Chan, K. C.; Sun, Q.; Lantada, A. D.; Mager, D.; Schwaiger, R.; Gumbsch, P.; Schröder, R.; Wenzel, W.; Korvink, J. G.; Islam, M.
2023. Advanced Functional Materials, Art.-Nr.: 2302068. doi:10.1002/adfm.202302068
High‐Sensitivity Flexible Thermocouple Sensor Arrays Via Printing and Photonic Curing
Mallick, M. M.; Franke, L.; Rösch, A. G.; Hussein, M.; Long, Z.; Eggeler, Y. M.; Lemmer, U.
2023. Advanced Functional Materials, Art.-Nr.: 2301681. doi:10.1002/adfm.202301681
Electrical Conductivity and Photodetection in 3D‐Printed Nanoporous Structures via Solution‐Processed Functional Materials
Xia, K.; Dong, Z.; Sun, Q.; Debastiani, R.; Liu, S.; Jin, Q.; Li, Y.; Paetzold, U. W.; Gumbsch, P.; Lemmer, U.; Eggeler, Y. M.; Levkin, P. A.; Hernandez-Sosa, G.
2023. Advanced Materials Technologies, 8 (23), Art.Nr.: 2300408. doi:10.1002/admt.202300408
Inducing skyrmion flop transitions in CoZnMn at room temperature
Meynell, S. A.; Eggeler, Y. M.; Bocarsly, J. D.; Kitchaev, D. A.; Rhodes, B. E.; Pollock, T. M.; Wilson, S. D.; Van der Ven, A.; Seshadri, R.; De Graef, M.; Jayich, A. B.; Gianola, D. S.
2023. Physical Review Materials, 7 (4), Art.-Nr.: 044401. doi:10.1103/PhysRevMaterials.7.044401
Mechanical response of pesting-resistant Mo-Si-Ti alloys for high temperature applications
Kauffmann, A.; Schliephake, D.; Obert, S.; Tirunilai, A. S.; Hinrichs, F.; Winkens, G.; Wu, H.; Thota, H.; Eggeler, Y.; Mücklich, F.; Engstler, M.; Gorr, B.; Heilmaier, M.
2023, Januar 6. International Conference on Plasticity, Damage, and Fracture (ICPDF 2023), Punta Cana, Dominikanische Republik, 3.–9. Januar 2023
A novel pesting and nitridation resistant Mo-Si-Cr alloy
Hinrichs, F.; Kauffmann, A.; Tirunilai, A. S.; Schliephake, D.; Beichert, B.; Winkens, G.; Beck, K.; Ulrich, S. A.; Galetz, M. C.; Long, Z.; Thota, H.; Eggeler, Y.; Pundt, A.; Heilmaier, M.
2022. Materials Science and Engineering Congress (MSE 2022), Darmstadt, Deutschland, 27.–29. September 2022
Formation and thermal stability of two-phase microstructures in Al-containing refractory compositionally complex alloys
Laube, S.; Kauffmann, A.; Schellert, S.; Seils, S.; Tirunilai, A. S.; Greiner, C.; Eggeler, Y. M.; Gorr, B.; Christ, H.-J.; Heilmaier, M.
2022. Science and Technology of Advanced Materials, 23 (1), 692–706. doi:10.1080/14686996.2022.2132118
High Figure‐of‐Merit Telluride‐Based Flexible Thermoelectric Films through Interfacial Modification via Millisecond Photonic‐Curing for Fully Printed Thermoelectric Generators
Mallick, M. M.; Franke, L.; Rösch, A. G.; Geßwein, H.; Long, Z.; Eggeler, Y. M.; Lemmer, U.
2022. Advanced Science, 9 (31), Art.Nr.: 2202411. doi:10.1002/advs.202202411
A novel nitridation- and pesting-resistant Cr-Si-Mo alloy
Hinrichs, F.; Kauffmann, A.; Tirunilai, A. S.; Schliephake, D.; Beichert, B.; Winkens, G.; Beck, K.; Ulrich, A. S.; Galetz, M. C.; Long, Z.; Thota, H.; Eggeler, Y.; Pundt, A.; Heilmaier, M.
2022. Corrosion Science, 207, Art.-Nr.: 110566. doi:10.1016/j.corsci.2022.110566
Solid and Hollow Poly(p-xylylene) Particles Synthesis via Metal–Organic Framework-Templated Chemical Vapor Polymerization
Begum, S.; Behboodi-Sadabad, F.; Pramudya, Y.; Dolle, C.; Kozlowska, M.; Hassan, Z.; Mattern, C.; Gorji, S.; Heißler, S.; Welle, A.; Koenig, M.; Wenzel, W.; Eggeler, Y. M.; Bräse, S.; Lahann, J.; Tsotsalas, M.
2022. Chemistry of Materials, 34 (14), 6268–6278. doi:10.1021/acs.chemmater.2c00111
Improved work hardening capability and ductility of an additively manufactured and deformed Al-Mn-Mg-Sc-Zr alloy
Schliephake, D.; Lopes, C.; Eggeler, Y. M.; Chen, H.; Freudenberger, J.; Bayoumy, D.; Huang, A. J.; Kauffmann, A.
2022. Journal of Alloys and Compounds, 924, Artkl.Nr.: 166499. doi:10.1016/j.jallcom.2022.166499
Electrospun carbon nanofibre-assisted patterning of metal oxide nanostructures
Islam, M.; Dolle, C.; Sadaf, A.; Weidler, P. G.; Sharma, B.; Eggeler, Y. M.; Mager, D.; Korvink, J. G.
2022. Microsystems & Nanoengineering, 8 (1), Art.Nr. 71. doi:10.1038/s41378-022-00409-8
Metal–Metal Bonding as an Electrode Design Principle in the Low-Strain Cluster Compound LiScMo 3 O 8
Wyckoff, K. E.; Kaufman, J. L.; Baek, S. W.; Dolle, C.; Zak, J. J.; Bienz, J.; Kautzsch, L.; Vincent, R. C.; Zohar, A.; See, K. A.; Eggeler, Y. M.; Pilon, L.; Van der Ven, A.; Seshadri, R.
2022. Journal of the American Chemical Society, 144 (13), 5841–5854. doi:10.1021/jacs.1c12070
Photonic Curing Enables Ultrarapid Processing of Highly Conducting β-CuSe Printed Thermoelectric Films in Less Than 10 ms
Mallick, M. M.; Franke, L.; Rösch, A. G.; Geßwein, H.; Eggeler, Y. M.; Lemmer, U.
2022. ACS Omega, 7 (12), 10695–10700. doi:10.1021/acsomega.2c00412
Realizing High Thermoelectric Performance of Bi-Sb-Te-Based Printed Films through Grain Interface Modification by an In Situ-Grown β-Cu2-δSe Phase
Mallick, M. M.; Franke, L.; Rösch, A. G.; Ahmad, S.; Geßwein, H.; Eggeler, Y. M.; Rohde, M.; Lemmer, U.
2021. ACS applied materials & interfaces, 13 (51), 61386–61395. doi:10.1021/acsami.1c13526
Ultra-flexible β-Cu2-δSe-based p-type printed thermoelectric films
Mallick, M. M.; Sarbajna, A.; Rösch, A. G.; Franke, L.; Geßwein, H.; Eggeler, Y. M.; Lemmer, U.
2022. Applied materials today, 26, Art.Nr. 101269. doi:10.1016/j.apmt.2021.101269
Precipitate Shearing, Fault Energies, and Solute Segregation to Planar Faults in Ni-, CoNi-, and Co-Base Superalloys
Eggeler, Y. M.; Vamsi, K. V.; Pollock, T. M.
2021. Annual review of materials research, 51 (1), 209–240. doi:10.1146/annurev-matsci-102419-011433
Influence of plastic deformation on the magnetic properties of Heusler MnAuAl
Levin, E. E.; Kitchaev, D. A.; Eggeler, Y. M.; Mayer, J. A.; Behera, P.; Gianola, D. S.; Van der Ven, A.; Pollock, T. M.; Seshadri, R.
2021. Physical review materials, 5 (1), Art.-Nr.: 014408. doi:10.1103/PhysRevMaterials.5.014408
Disordered interfaces enable high temperature thermal stability and strength in a nanocrystalline aluminum alloy
Balbus, G. H.; Kappacher, J.; Sprouster, D. J.; Wang, F.; Shin, J.; Eggeler, Y. M.; Rupert, T. J.; Trelewicz, J. R.; Kiener, D.; Maier-Kiener, V.; Gianola, D. S.
2021. Acta materialia, 215, Art.-Nr.: 116973. doi:10.1016/j.actamat.2021.116973
Intrinsic nano-diffusion-couple for studying high temperature diffusion in multi-component superalloys
Eggeler, Y. M.; Kubacka, D.; Pichler, P.; Wu, M.; Spiecker, E.
2021. Scripta materialia, 192, 120–124. doi:10.1016/j.scriptamat.2020.10.002
Design of Nickel-Cobalt-Ruthenium multi-principal element alloys
Charpagne, M. A.; Vamsi, K. V.; Eggeler, Y. M.; Murray, S. P.; Frey, C.; Kolli, S. K.; Pollock, T. M.
2020. Acta materialia, 194, 224–235. doi:10.1016/j.actamat.2020.05.003
Interfacial structure and strain accommodation in two-phase Nb Co Sn Heusler intermetallics
Eggeler, Y. M.; Levin, E. E.; Wang, F.; Kitchaev, D. A.; Van der Ven, A.; Seshadri, R.; Pollock, T. M.; Gianola, D. S.
2020. Physical review materials, 4 (9), Art.-Nr.: 093601. doi:10.1103/PhysRevMaterials.4.093601
The Effect of Alloying on the Thermophysical and Mechanical Properties of Co–Ti–Cr-Based Superalloys
Zenk, C. H.; Volz, N.; Bezold, A.; Huber, L.-K.; Eggeler, Y. M.; Spiecker, E.; Göken, M.; Neumeier, S.
2020. Superalloys 2020: Proceedings of the 14th International Symposium on Superalloys. Ed.: S. Tin, 909–919, Springer. doi:10.1007/978-3-030-51834-9_89
Using Rapid Thermal Annealing for Studying Early Stages of High-Temperature Oxidation of Superalloys
Kubacka, D.; Eggeler, Y. M.; Volz, N.; Neumeier, S.; Spiecker, E.
2020. Superalloys 2020: Proceedings of the 14th International Symposium on Superalloys. Ed.: S. Tin, 763–770, Springer. doi:10.1007/978-3-030-51834-9_74
Tension/Compression asymmetry of a creep deformed single crystal Co-base superalloy
Lenz, M.; Eggeler, Y. M.; Müller, J.; Zenk, C. H.; Volz, N.; Wollgramm, P.; Eggeler, G.; Neumeier, S.; Göken, M.; Spiecker, E.
2019. Acta materialia, 166, 597–610. doi:10.1016/j.actamat.2018.12.053
Nano- and Microstructural Evolution in Ni- and Co-based Single Crystal Superalloys. Dissertation
Eggeler, Y. M.
2019. Friedrich-Alexander-Universität
Characterisation of Misfit Dislocations at Semicoherent Interfaces in Biphasic Functional Heusler Intermetallics
Eggeler, Y.; Levin, E. E.; Wang, F.; Seshadri, R.; Pollock, T. M.; Gianola, D. S.
2019. Microscopy and microanalysis, 25 (S2), 1916–1917. doi:10.1017/S1431927619010316
On the nucleation of planar faults during low temperature and high stress creep of single crystal Ni-base superalloys
Wu, X.; Dlouhy, A.; Eggeler, Y. M.; Spiecker, E.; Kostka, A.; Somsen, C.; Eggeler, G.
2018. Acta materialia, 144, 642–655. doi:10.1016/j.actamat.2017.09.063
Identification of a ternary -phase in the Co-Ti-W system – An advanced correlative thin-film and bulk combinatorial materials investigation
Naujoks, D.; Eggeler, Y. M.; Hallensleben, P.; Frenzel, J.; Fries, S. G.; Palumbo, M.; Koßmann, J.; Hammerschmidt, T.; Pfetzing-Micklich, J.; Eggeler, G.; Spiecker, E.; Drautz, R.; Ludwig, A.
2017. Acta materialia, 138, 100–110. doi:10.1016/j.actamat.2017.07.037
Combining advanced TEM techniques for full characterization of extended defects in creep-deformed single crystal superalloys
Spiecker, E.; Müller, J.; Eggeler, Y. M.; Lenz, M.
2016. European Microscopy Congress 2016: Proceedings, 780–781, Wiley-VCH Verlag. doi:10.1002/9783527808465.EMC2016.8697
Analysing the tension/compression asymmetry in creep deformed Co-base superalloys using electron microscopy
Lenz, M.; Eggeler, Y.; Schweizer, P.; Zenk, C.; Neumeier, S.; Göken, M.; Wollgramm, P.; Eggeler, G.; Spiecker, E.
2016. European Microscopy Congress 2016: Proceedings, 221–222, Wiley-VCH Verlag. doi:10.1002/9783527808465.EMC2016.6787
Planar defect formation in the ′ phase during high temperature creep in single crystal CoNi-base superalloys
Eggeler, Y. M.; Müller, J.; Titus, M. S.; Suzuki, A.; Pollock, T. M.; Spiecker, E.
2016. Acta materialia, 113, 335–349. doi:10.1016/j.actamat.2016.03.077
Creep-induced planar defects in L12-containing Co- and CoNi-base single-crystal superalloys
Titus, M. S.; Eggeler, Y. M.; Suzuki, A.; Pollock, T. M.
2015. Acta materialia, 82, 530–539. doi:10.1016/j.actamat.2014.08.033
Creep deformation-induced antiphase boundaries in L12-containing single-crystal cobalt-base superalloys
Eggeler, Y. M.; Titus, M. S.; Suzuki, A.; Pollock, T. M.
2014. Acta materialia, 77, 352–359. doi:10.1016/j.actamat.2014.04.037