Rasterelektronenmikroskopie

Die Fakultät für Geowissenschaften hat durch eine große Varianz an unterschiedlichen Probenmaterialien hinsichtlich Größe (µm bis dm, z.B. Vulkanaschepartikel, Mikrofossilien, Gesteinsblöcke), benötigter Auflösung, Art und Zusammensetzung fachspezifische Anforderungen an die Elektronenmikroskopie. Verschiedene Fragestellungen erfordern unterschiedliche Arten der Analyse (z.B. electron backscatter diffraction (EBSD)-Technik, Kathodolumineszenz (CL), Energie- und Wellenlängen-dispersive Röntgen Spektroskopie (EDXS und WDXS).

Weitere zwei komplementäre DualBeam Rasterelektronenmikroskope (FEI Quanta 200 3D und ZEISS Auriga) mit zusätzlicher Ionensäule (Focused Ion Beam, FIB) wurden im Jahr 2023 in Betrieb genommen. Mit diesen Geräten können ortsauflösend Proben für die Transmissionselektronenmikroskopie und die Abbildungen mit dem, am Hitachi SEM vorhandenen STEM-Detektor, präpariert werden. Die Kombination von EBSD und FIB ermöglicht z.B. innovative hochauflösende 3D-Analyse von Texturen und Mikrostrukturen (z.B. ‚slice and view‘). Die beiden Dual-Beam Geräte (ZEISS Auriga, FEI Quanta 200 3D) ergänzen das vorhandene Hitachi REM in idealer Weise.

Hitachi SU5000

Das Hitachi SU 5000 Schottky FE-SEM (angeschafft 2016) kann im Hochvakuum und Niedrig-Vakuum-Modus betrieben werden. Das Hitachi SU 5000 ist ausgestattet mit einem SDD-Detektor 80mm2 (Oxford Technology) für Energie-dispersive Röntgen Spektroskopie (EDS), einem HKL NordlysNano Detektor (Oxford Technology) für die Elektronenrückstreubeugungs-Technik (EBSD), sowie einem Gatan CL Detektor zu Kathodolumineszenz-Untersuchungen (CL).

ZEISS Auriga

Das ZEISS Auriga Dual Beam Gerät (FEG, Erstinbetriebnahme 2011, angeschafft 2023) ist mit einem Oxford SDD-Detektor 80mm2 (X-Max80 mit X-Stream Pulsprozessor) für Energie-dispersive Röntgen Spektroskopie (EDS) und einem HKL NordlysNano Detektor (Oxford Technology) für die Elektronenrückstreubeugungs-Technik (EBSD) ausgerüstet. Des Weiteren ist das ZEISS Auriga mit einer FIB-Säule Orsay Physics COBRA (54° gekippt) als Teil der CrossBeam Workstation ausgestattet, in dem die Ionen emittiert, beschleunigt, fokussiert und abgelenkt werden. Die FIB-Einheit umfasst einnen Mikro-Manipulator (Kleindiek) und eine ZEISS 80 mm Schleuse. Das Gasinjektionssystem (GIS) ist ein ZEISS 5-fach GIS mit charge compensator.

Die Steuerung und Datenauswertung erfolgt mittels AZtec 3.4 Software (Oxford Instruments).

FEI Quanta 200 3D

Das FEI Quanta 200 3D Dual Beam Gerät (W-Kathode, Erstinbetriebnahme 2006, angeschafft 2023) kann im Hochvakuum, Niedrig-Vakuum-Modus und Environmental SEM-Modus (ESEM, bis 40 mbar und hohen Luftfeuchtigkeiten, z.B. unter Wasser-Dampf) betrieben werden, was insbesondere für geobiologische Materialen und ausgasende Proben von zentraler Bedeutung ist. Mittels fokussiertem Ga-Ionenstrahl und FEI Omniprobe Manipulator kann die Probenoberfläche manipuliert werden und TEM Probenpräparation durchgeführt werden. Das DualBeam Mikroskop ist darüber hinaus mit FEI Peltier Cryo-Stage (von - 25°C bis + 55 °C), FEI Heiztisch (bis zu 1000 °C) und GATAN Schutzgastransfersystem Alto 2100-S (für den Transfer von luft- und feuchtigkeitsempfindlichen Proben) ausgestattet und erlaubt daher in-situ Probenuntersuchungen unter tiefen und hohen Temperaturen.