Nano-skalpel tillader strukturering af prøver med nanometerpræcision

En ny "nano-skalpel" gør det muligt for forskere hos DESY at forberede prøver eller materialer med nanometerpræcision, mens de følger processen med et scanningselektronmikroskop. Den fokuserede ionstråle, eller FIB, mikroskop, som nu er taget i brug, giver også et detaljeret overblik over materialernes indre struktur. Enheden blev købt af University of Bayreuth, som en del af et fælles forskningsprojekt på DESY-campus finansieret af det føderale forskningsministerium. FIB vil blive drevet på DESY NanoLab sammen med University of Bayreuth.

"Mikroskopet er ikke kun i stand til at undersøge mikroskopiske defekter, revner eller punktlignende korrosionssteder under overfladerne af materialer, men også at bearbejde overfladen af ​​prøver med ekstrem høj præcision, på nanometerskala, " forklarer Maxim Bykov, projektforsker fra University of Bayreuth. En nanometer er en milliontedel af en millimeter. Ionstrålen kan bruges til at fjerne materiale, som om det var en mikroskopisk fræsemaskine; som resultat, det kombinerede ionstråle- og elektronmikroskop er særligt interessant til en bred vifte af applikationer inden for nanoteknologi, materialevidenskab og biologi.

"Udover at undersøge strukturen af ​​materialer, ionstrålens evne til at fjerne materiale fører også til en lang række forskellige anvendelser, " siger Natalia Dubrovinskaia, der er professor ved University of Bayreuth og ansvarlig for det fælles forskningsprojekt (nr. 05K13WC3). Et eksempel er fremstillingen af ​​bittesmå diamantambolte, som bruges til at holde prøver under ultrahøjtrykseksperimenter. Diamanterne, der bruges til dette, er så små, at der ikke er nogen anden måde at forberede dem på. Ionstrålemikroskopet gør det muligt at fremstille såkaldte dobbelttrinede diamantamboltceller med nanometerpræcision. Ultrahøjtryksforsøgene udføres ved DESY's Extreme Conditions Beamline (ECB) P02.2, ledet af DESY-forsker Hanns-Peter Liermann.

Ud over, enheden giver forskere mulighed for at undersøge den kemiske sammensætning af prøver ved at måle fluorescerende stråling. "Sammen med den indbyggede fræser, vi kan ikke kun bestemme den tredimensionelle struktur, men også fordelingen af ​​grundstofferne under overfladen ved skiftevis at fjerne materiale og udføre en kemisk analyse, ligesom i 3D-tomografi, " tilføjer Thomas Keller, der leder underafdelingen mikroskopi og nanostrukturering på DESY NanoLab.