Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop
Final Report Abstract
Das Gerät war in viele Projekte im Bereich der Mikrosensorik eingesetzt. Hervorzuheben sind insbesondere folgende Projekte: Katalytische Gassensorik. Katalytische Gassensoren sind thermische Sensoren mit dünnen geheizten Membranen, auf die eine dünne katalytische Schicht aufgebracht wird. Wenn die umgebende Atmosphäre ein Brennbares Gas enthält, dann wird die Membran durch die Wärmetönung der katalytischen Reaktion zusätzlich erwärmt, was durch integrierte Thermoelemente gemessen wird. Ein großes Problem dieser Sensortechnologie ist die Stabilität der katalytischen Schichten. Um diese zu verbessern, wurden im Projekt ligandenstabilisierte Nanopartikel eingesetzt. Das Elektronenmikroskop wurde eingesetzt, um die katalytische Schicht zu untersuchen. Dabei konnten isolierte 2 nm große Platinpartikel kontrastreich abgebildet werden. Kohlefaserverbundwerkstoffe sind ein Hybridmaterial aus Fasern und Polymer. Bei der Herstellung werden die Fasermatten in flüssigem Polymer getränkt, das dann durch Polymerisation fest wird. Ein wichtiges Qualitätsproblem ist, sicherzustellen, dass die Polymerisation vollständig erfolgt. Dies kann man messen, indem man dielektrische Sensoren in das Material einbettet. Derartige Sensoren sind in Form von flexiblen Leiterplatten verfügbar, allerdings sind sie so groß, dass die Bauteile mit integrierten Sensoren nicht für den Betrieb geeignet sind, da der Sensor als Fremdkörper die mechanische Stabilität schwächen würde. Deswegen wurde in diesem Projekt eine neue Generation dielektrischer Sensoren entwickelt, die nur noch 10 µm dick und damit extrem flexibel sind. Diese innovativen Sensoren haben nur noch einen sehr geringen Einfluss auf die Schichtqualität. Das Elektronenmikroskop diente zur Überwachung der Technologie der dünnen Sensorfolien und zur Auswertung von Belastungsversuchen, mit denen der Einfluss der integrierten Strukturen auf die mechanische Stabilität des Hybridmaterials untersucht wurde. In einem von der Universität Bremen aus Mitteln der Exzellenzinitiative finanzierten „Creative Unit" untersucht IMSAS eine kortikale Sehprothese. Dies ist ein Neuroimplantat, das den optischen Kortex im Gehirn elektrisch stimuliert. So soll es möglich werden, blinden Personen einen optischen Eindruck von ihrer Umgebung zu verschaffen. Das Elektronenmikroskop dient dabei der Untersuchung der dünnen Schichten bei der Entwicklung der Technologie für das Implantat. Das Gerät wurde für viele Dissertationen und studentische Abschlussarbeiten eingesetzt. Weiterhin wurde es für Schülerprojekte eingesetzt: eine Gruppe von Schülern hat an der Universität ein Projekt durchqeführt, in dem es um die Struktur von natürlichem Perlmutt ging.
Publications
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Bollhorst, T.; Shahabi, S. ; Wörz, K; Petiers, C.; Dringen, R.; Maas, M.; Rezwan, K.
(See online at https://doi.org/10.1002/ange.201408515)
