Hochauflösendes Rasterelektronenmikroskop
Final Report Abstract
Das geförderte hochauflösende Rasterelektronenmikroskop (HRSEM) wurde als Bindeglied zwischen konventionellen SEM-Methoden und der Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) angeschafft und an der Zentraleinrichtung Elektronenmikroskopie (ZELMI) der TU Berlin in einem besonders störungsarmen Gebäude aufgestellt. Es ist damit sowohl in die eigene wissenschaftliche Nutzung als auch in Forschungskooperationen eingebunden. Über den geregelten Zugang der ZELMI wurde das HRSEM ferner im Rahmen des Forschungssupports von vielen weiteren Arbeitsgruppen der TU Berlin genutzt. Dementsprechend breit sind das Anwendungsgebiet des HRSEMs und die daraus hervorgegangenen Forschungsergebnisse. Unter anderem wurde an im Querschnitt präparierten Proben die nanoskopische Struktur von kovalent gebundenen mikroporösen Polymernetzwerken an einer Goldoberfläche als eine robuste Beschichtung aufgeklärt. Auch konnten mit dem HRSEM mit hoher Auflösung polyedrische Strukturen gezeigt werden, die sich bei der mehrfachen Abscheidung von Silber auf Gold mittels Elektrodeposition für die Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) ausbilden. Es zeigt sich, dass für das SERS Signal nicht die Polyederform, sondern deren Subnanostruktur auschlaggebend ist, die nur im HRSEM nachgewiesen werden konnte. Neben anderen Forschungsergebnissen sei abschließend auf die Arbeiten von Coscun et al. hingewiesen, die eine neuartige Phase im System Sc-Ta-O-N synthetisiert und deren Struktur u.a. mittels HRSEM charakterisiert haben. Aufgrund des optischen Bandgaps von 2.67 eV ist dies ein vielversprechendes Material für die fotokatalytische Aufspaltung von Wasser. Eigene methodisch geprägte Untersuchungen nutzen die hochbrilliante kalte Feldemissionselektronenquelle, die niedrigen Landeenergien der Elektronen auf der Probe sowie die effiziente Trennung von Sekundär- und Rückstreuelektronen des Triple-Detektorsystems des HRSEMs. So wird die Möglichkeit erschlossen, einzelne Monolagen von Graphen auf unterschiedlichen Substratoberflächen nachzuweisen. Bei niedriger Primärelektronenenergie ist es auch gelungen, den Potentialkontrast in Halbleiternanostrukturen in pn-Übergängen mittels Sekundärelektronen sichtbar zu machen und mit z.T. widersprüchlichen festkörperphysikalischen Theorien aus der Literatur zu vergleichen. Es zeigt sich, dass die Dichte der Oberflächenzustände entscheidend den Potentialkontrast beeinflusst. Folglich hängt das Signal auch maßgeblich von der Oberflächenbeschaffenheit der Probe ab.
Publications
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