Beschaffung einer vielfältig einsetzbaren Argon-Ionenätzanlage zur REM-Probenpräparation mit Zubehör

Beschaffung einer vielfältig einsetzbaren Argon-Ionenätzanlage mit umfangreichem Zubehör zur Präparation höchstqualitativer Aufsicht- und Querschnittsproben für die Rasterelektronenmikroskopie (REM). Die Ionenätzanlage wird für die Präparationslabore des hochschulzentralen, DFG-geförderten Gerätezentrums für Mikro- und Nanoanalytik (MNaF) im INCYTE-Forschungsneubau der Universität Siegen beschafft und steht den Mitgliedern der Naturwissenschaftlich-Technischen und Lebenswissenschaftlichen Fakultäten wie auch hochschulexternen MNaF-Nutzern (Forschungseinrichtungen, Industrie) und den universitären Forschungszentren, dem Zentrum für Sensorsysteme (ZESS), dem Center for Micro- and Nanochemistry and Engineering (Cμ), dem Center for Innovative Materials (Cm) zur Verfügung. Das Präparationsgerät dient in den Forschungsschwerpunkten der Materialwissenschaften, der Bauelementforschung sowie der Forschung an biologischen Proben der Präparation von großflächigen Aufsichts-/Querschnitts-REM-Proben höchster Güte für weiterführende mikro- und nanoanalytische Messungen mittels REM- und Rastersondenmethoden. Die an der Universität adressierten Materialien und zu präparierenden Proben reichen von metallischen Werkstoffen der additiven Fertigung sowie Kompositwerkstoffen mit äußerst heterogenen und komplexen Gefügen über teils hochreaktive/umgebungsempfindliche Energiewandler/-speicher und verwandte Bauelemente zu integrierten Halbleiterbauelementen und Sensorprototypen. Biologische Proben wie eingebettete Insekten und organische Beschichtungen werden in der Biochemie adressiert. Aufgrund der Probenvielfalt am Gerätezentrum soll eine remote zu betreibende, hocheffiziente und im Betrieb möglichst günstige (Verbrauchsmittel, Verschleißteile) Ionenätzanlage mit möglichst breitem Einsatzspektrum beschafft werden, die die Präparation von Proben höchster Oberflächengüte z.B. für EBSD-Messungen aller adressierten kristallinen Proben erlaubt; darunter fallen vor allem auch hochreaktive/strahlempfindliche Werkstoffe am für solche Probenarten spezialisierten MNaF. - Das zu beschaffende Geräte verfügt daher nicht nur über eine umfangreiche Ausrüstung für die Probenaufnahme, Masken sowie notwendiges Zubehör für die Präparation höchst unterschiedlicher Probenarten und -geometrien (Volumen-/Folienproben) für die Aufsicht- und Querschnittspräparation. - Es erlaubt zudem die schnelle cryogene Kühlung der Proben mittels flüssigen Stickstoffs sowie den Vakuumtransfer von Proben in eine Inertgas-Glovebox, um solche Proben weiter zu Prozessieren oder aus der Glovebox möglichst schädigungsfrei in die Ionenätzanlage einzubringen. - Für die in Siegen untersuchten Bauelemente und komplexen Strukturwerkstoffe z.B. der additiven Fertigung mit Strukturvariationen auf der mm- und cm-Skala sind möglichst große realisierbare Präparationsflächen gefordert, - die in einem breiten Energiebereich mit großer Geschwindigkeit abgetragen und bei niedrigen Ionenenergien unterhalb 1 kV poliert werden können. - Für die systematische automatisierte Präparation von Probenserien z.B in Industrieprojekten ist des Weiteren die Serienpräparation von mindestens 5 Proben mit einer Gerätebeladung gefordert, um den Personalaufwand beim Probenwechsel zu reduzieren und Arbeitsabläufe zu optimieren. - Eingebettete Standard-REM-Proben mit Durchmessern von bis zu 2“ Standardmaß müssen zur Oberflächen-Nachpolitur ins Gerät eingebracht werden können. Technisches Anforderungen - ***Argon-Ionenätzanlage mit Kryo-Kühlfunktion und Vakuumtransfersystem für die Querschnitt-/Aufsichtpräparation verschiedenster REM-Proben - ***eine Hochleistungs-Ar-Ionenkanone mit hoher Abtragsrate (Si-Abtragsrate >= 1000 µm/h) und breitem Primärenergiebereich von mindestens 500 eV – 8 keV - vollständige Ausrüstung für den fernüberwachten Remotebetrieb zur Prüfung des Ätzfortschritts sowie zur Kontrolle des Ätzprozesses (von anderen Standorten aus) (beinhaltet nicht nur Softwaresteuerung, sondern auch Mikroskop/Kamera zur Probenbewertung) - ***mind. 30mm große Breite des Präparationsfeldes bei Einzelproben (Bauelemente, additiv gefertigte Bauteile) - ***minimale Oberflächenartefakte wie Curtaining durch qualifizierte Orientierungsmodulation der Probe während des Ätzvorgangs - ***mind. 5 Proben bei sequenzieller Mehrfachpräparation von Probenserien mit einer Gerätebeladung (Einsparung von Personalaufwand) - ***Notwendiges Zubehör wie Probenhalter zur Aufnahme von möglichst großen Probenblöcken (großen zu präparierenden Stirnflächen) und Folien für die Querschnittspräparation sowie von eingebetteten REM-Proben von bis zu 2“ Durchmesser; Probenhalter zur Präparation unter kryogenen Bedingungen; Probenhalter zur sequenziellen Mehrfachpräparation mit einer Gerätebeladung; Masken zur Probenpräparation

Neben den notwendigen Grundfunktionalitäten (auch Kühlen, Vakuumtransfer) spielten bei der Entscheidungsfindung vor allem die erreichbare Probengüte, die Mindestgröße von 30mm von Präparationsflächen sowohl im Querschnitt wie auch in Aufsicht sowie maximale Größen einsetzbarer Proben entscheidende Rollen.