3 Elektronenmikroskope für das TEM-Zentrum der TU Chemnitz

Es handelt sich um die Beschaffung folgender Großgeräte für das TEM-Zentrum der TU Chemnitz:

1) Focused Ion Beam Rasterelektronenmikroskop (folgend „FIB-REM“) 2) 200kV Transmissionselektronenmikroskop (folgend „TEM-200kV“) 3) 300kV doppelt-korrigiertes Transmissionselektronenmikroskop (folgend „TEM-300kV“)

In den folgenden Ausführungen wird für Beschreibungen, Anforderungen und Leis-tungen, die sich auf die Einheit der drei Elektronenmikroskope beziehen, der Begriff „Messsystem“ verwendet. Die Spezifizierung von Anforderungen und Leistungen an eines der Elektronenmikroskope wird anhand der Begriffe „FIB-REM“, „TEM-200kV“ und „TEM-300kV“ konkretisiert.

Das FIB-REM muss die hochwertige und schnelle TEM-Probenpräparation in Form von elektronentransparenten Lamellen gewährleisten. Dafür werden leistungsfähige Elektronen- und Ionenoptik, integrierter Nanomanipulator, sowie Gasinjektions-systeme (GIS) mit Pt, W, C und XeF2 benötigt. Für die Auswahl geeigneter Proben-stellen für die Zielpräparation und zur Abbildung der Lamellen werden umfassende Detektoren benötigt. Für ein effizientes Arbeiten mit optimaler Auslastung wird eine weitgehende Automatisierung der Herstellung von TEM-Lamellen benötigt.

Das TEM-200kV wird für die Abbildung und Charakterisierung von Strukturen im Nanometerbereich, 3D-Vermessung von Defektstrukturen in Struktur- und Funktions-werkstoffen sowie zur in-situ-Beobachtung von Phasenübergängen zum Einsatz kommen. Das Gerät muss alle klassischen TEM- und STEM-Verfahren über einen weiten Vergrößerungsbereich ermöglichen. Dies beinhaltet insbesondere auch STEM mit atomar aufgelöster Elementanalyse, 4D-STEM sowie die Abbildung per DPC („differential Phase contrast“). Darüber hinaus sind Kernfunktionen des TEM-200kV die Tomographie zur 3D-Rekonstruktion von Mikrostrukturen und Elementver¬teilun-gen, die in-situ-Transmissionselektronenmikroskopie im Zusammenhang mit einem MEMS-basierten Heiz- und Biasing-Probenhalter, sowie die Möglichkeit zur funktions¬fähigen Installation von Systemen zur Orientierungs- und Phasenanalyse, insbesondere der Firma NanoMEGAS.

Das TEM-300kV muss mittels doppelter Korrektur (probe-corrected und image-corrected) für höchstauflösende TEM und STEM ausgelegt sein. Es werden umfas-sende Möglichkeiten für Analytik benötigt, inklusive atomar aufgelöste Analyse von Elementverteilung und elektronischen Eigenschaften mittels EDXS und EELS. Ebenso wird 4D-STEM, Lorentz-Mikroskopie und Abbildung per DPC („differential Phase contrast“) benötigt. Da zusätzlich zur Untersuchung von metallischen Werkstoffen auch empfindliche Proben wie Graphen und Nanopartikel untersucht werden, muss die Möglichkeit zur Untersuchung bei geringer Dosis (low-dose) und zur weitge-fassten Kontrolle des Strahlstroms (beam current) gegeben sein. Darüber hinaus muss das TEM-300kV über einen schnellen und empfindlichen Detektor zur Aufnahme von Beugungsmustern verfügen („pixelated detector“). Weiterhin muss das TEM-300kV für die funktionsfähige Einbindung von Systemen zur Orientierungs- und Phasen¬analyse, insbesondere der Firma NanoMEGAS, vorbereitet sein.