Phasenkontrast in der Transmissionselektronenmikroskopie auf Basis von Dünnfilm-Phasenplatten aus metallischen Gläsern

• Antragstellerin: Professorin Dr. Dagmar Gerthsen
• Fachliche Zuordnung: Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 268291323

Schwache Phasenobjekte erzeugen bei in-Fokus Hellfeldabbildungen in der Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) nur einen geringen Kontrast. Übergeordnetes Ziel dieses Projektes ist es deshalb, Phasenkontrast in der TEM zu erzeugen mit Dünnfilm-Phasenplatten aus metallischen Gläsern. Bisher werden fast ausschließlich dünne Filme aus amorphem Kohlenstoff als Material für Dünnfilm-Phasenplatten verwendet, die im Transmissionselektronenmikroskop jedoch sehr schnell degradieren und sich deshalb noch nicht im TEM Routinebetrieb durchsetzen konnten - trotz vielversprechender Kontrastverbesserungen bei der Abbildung schwacher Phasenobjekte. Die Materialklasse der metallischen Gläser mit amorpher Struktur ist durch eine hohe elektrische Leitfähigkeit und Stabilität unter Elektronenbestrahlung äußerst vielversprechend, um die Nachteile von Dünnfilm-Phasenplatten aus amorphem Kohlenstoff zu vermeiden. Die Aufgaben des Projektes beinhalten a) die Auswahl von geeigneten Legierungen mit hoher Neigung zur Glasbildung und hoher Kristallisationstemperatur, b) die Herstellung von dünnen Filmen mit amorpher Struktur und homogener Dicke durch Sputterdeposition sowie c) die Charakterisierung der mikrostrukturellen Filmeigenschaften mit analytischer TEM. Die Eigenschaften der aus metallischen Gläsern hergestellten Zernike- und Hilbert-Phasenplatten werden untersucht im Hinblick auf die Phasenschiebung, Transmission, cut-on Frequenz und Langzeitstabilität anhand von Testproben und anwendungsrelevanten Proben, die lediglich schwachen TEM Kontrast zeigen. Es ist zu erwarten, dass mit amorphen Dünnfilm-Phasenplatten aus metallischen Gläsern weitgehend Artefakt-freie Phasenkontrast TEM Abbildungen auch über längere Nutzungsdauern im Mikroskop erzeugt werden können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen