Von Elektronenkanonen und Nanostrukturen

Mihaela Albu, ZFE

Die Physikerin Mihaela Albu ist Senior Scientist am Grazer Zentrum für Elektronenmikroskopie und beschäftigt sich unter anderem mit der Mikro- und Nanostruktur von metallischen Bauteilen. Ihr wichtigstes Instrument ist dabei das Transmissionselektronenmikroskop. Damit ist es möglich, Atomsäulen zu betrachten, die weniger als ein Millionstel eines Millimeters groß sind.

Ohne das leistungsstärkste Elektronenmikroskop, das Transmissionselektronenmikroskop (ASTEM), geht bei Mihaela Albu nichts, denn mit freiem Auge sind die Teilchen, die sie analysiert, nicht zu erkennen. „Vom Prinzip her ist das ASTEM einem gewöhnlichen optischen Mikroskop nicht unähnlich“, erklärt Albu. „Man legt eine dünne Probe in die Mitte des Mikroskops, welches unter Vakuum steht, und beschießt sie anschließend von oben mit einem Elektronenstrahl aus einer Elektronenkanone. Die auf eine sehr hohe Geschwindigkeit beschleunigten Elektronen, die sich auch wie Wellen verhalten, passieren die magnetischen Linsen und den Aberrations-Korrektor und treten durch die dünne Probe hindurch. Dabei kommt es zu einer Wechselwirkung zwischen dem Elektronenstrahl und der Probe. Die gestreuten Elektronen werden dann fokussiert und mit einer CCD Kamera detektiert. Im Prinzip gilt, je schneller sich die Elektronen fortbewegen, desto kleiner ist ihre Wellenlänge und desto besser ist die Auflösung der Bilder, die sie erzeugen“, so Albu weiter.

Mithilfe des ASTEM untersucht Mihaela Albu in ihrem aktuellen Projekt die Mikrostruktur von 3D-gedruckten metallischen Bauteilen. In diesem Projekt geht es darum herauszufinden, wie die Mikrostruktur der mit Laser-Additiv hergestellten metallischen Bauteile die mechanischen Eigenschaften beeinflussen. Dazu untersucht die Physikerin die Mikro- und Nanostruktur des pulverförmigen Ausgangsmaterials auf der einen und des fertig gedruckten Bauteils auf der anderen Seite mittels eines elektronenmikroskopischen und Röntgen-basierten Verfahrens. Die Ergebnisse werden anschließend mit den mechanischen Eigenschaften verglichen.

Neben ihrer Arbeit an eigenen Projekten setzt sie ihr Know-how auch in verschiedenen wissenschaftlichen Kooperationen unter Beweis, wie etwa mit dem CD Labor für Nanoskalige Phasenumwandlungen an der JKU Linz oder der Gruppe Weltraumbiochemie an der Universität Wien.

Faible für Physik

Ihre Leidenschaft für die Forschung hat Mihaela Albu während ihrer Diplomarbeit am Horia Hulubei Nationales Institut für Physik und Nukleartechnik in Magurele, Bukarest entdeckt. „Ein Faible für Physik hatte ich aber schon in der Schule, mein besonderes Interesse galt damals der Atom- und Kernphysik als Grundlage der Materie“, erzählt Albu von den Anfängen ihrer Laufbahn. 1999 kam sie nach Wien, um an der TU Wien ihre Dissertation zu schreiben. Seit 2005 ist sie Senior Scientist am ACR-Institut Zentrum für Elektronenmikroskopie. 2014 erhielt sie für ihre Leistungen den ACR Woman Award und im November 2019 wurde sie mit dem Best Paper Award beim Metall Additive Manufacturing Kongress in Schweden ausgezeichnet. Seit Dezember 2019 kann sie sich mit einem weiteren Highlight schmücken: Unter ihrer Mitwirkung als Coautorin ist ein Artikel im „Nature“, einem der renommiertesten Wissenschaftsmagazinen der Welt, erschienen, der die Eigenschaft topologischer Isolatoren enträtselt. „Diese Veröffentlichung berichtet über den experimentellen Nachweis und die Messung einer magnetischen Bandlücke in einem magnetisch dotierten topologischen Isolator, welcher den bisher nur in der Theorie beschriebenen quantenanomalen Hall-Effekt (QAHE) ermöglicht“, so Albu stolz. https://www.nature.com/articles/s41586-019-1826-7

Ein hohes Ziel hat sich Mihaela Albu noch gesetzt, sie möchte ihre Habilitation schreiben und könnte sich sogar vorstellen, eines Tages die Leitung des Zentrums für Elektronenmikroskopie zu übernehmen. „Bis dahin ist es ein weiter Weg, aber bisher habe ich auch alles erreicht, was ich mir vorgenommen habe“, ist Albu optimistisch.

Fotos

  • Die Physikerin Mihaela Albu beschäftigt sich unter anderem mit der Mikro- und Nanostruktur von metallischen Bauteilen. Foto: ACR/schewig-fotodesign
  • Ihr wichtigstes Instrument ist dabei das Transmissionselektronenmikroskop. Damit ist es möglich, Atomsäulen zu betrachten, die weniger als ein Millionstel eines Millimeters groß sind. Foto: ACR/schewig-fotodesign