ACR-Serie Infrastrukturgeräte: ASTEM

Mit dem Hochauflösungselektronenmikroskop ASTEM (Austrian Scanning Transmission Electron Microscope) verfügt das Zentrum für Elektronenmikroskopie Graz (ZFE) gemeinsam mit dem Institut für Elektronenmikroskopie und Nanoanalytik (FELMI) an der TU Graz über eines der leistungsfähigsten Elektronenmikroskope weltweit.

Das hochauflösende Rastertransmissionselektronenmikroskop ASTEM wird neben der Grundlagenforschung in Kooperation mit Universitätsinstituten vor allem für Forschungsprojekte mit der heimischen Wirtschaft eingesetzt. Hier geht es in erster Linie darum, neue Werkstoffe zu verbessern, elektronische Bauteile zu perfektionieren und Pharmazeutika zu entwickeln. Dadurch können neue Produkte wie Medikamente ermöglicht werden, Computerchips kleiner und effektiver oder in der Autoindustrie verwendete Materialien sicherer gemacht werden. Eben das sind die Anforderungen des 21. Jahrhunderts an die Materialforschung: leichtere und gleichzeitig stabilere Materialien für die Automobil- und Luftfahrtindustrie oder auch elektronische Bauelemente, wie beispielsweise Halbleiter, die aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken sind und aus komplexen Multischichtsystemen mit verringerten Strukturgrößen bestehen. Hier kommt das ASTEM ins Spiel.

Bevor ein Material mit perfekten Eigenschaften für die jeweilige Anwendung designt werden kann, gilt es die chemische wie auch die strukturellen Zusammensetzungen auf der Nanoebene zu kennen und zu verstehen. Unser Team um Prof. Gerald Kothleitner beschäftigt sich mit atomar auflösender Elektronentomographie. Nano-skalige Objekte werden chemisch, strukturell und hinsichtlich ihrer physikalischen Eigenschaften in 3D untersucht. Somit wird es möglich, festzustellen, aus welchen Elementen sich eine Probe zusammensetzt und an welcher Position sich welche Atome befinden.

Aber auch Grenzflächen, also jene Stellen, wo zwei Schichten in einem Bauelement aufeinander treffen, sind für die Grundlagenforschung äußerst relevant, da sie besonders fehleranfällig sind. In einem unserer aktuell laufenden Projekte unter der Leitung von Dr. Evelin Fisslthaler gehen wir der Frage nach, was an diesen Grenzflächen passiert, wohin welche Materialien eventuell diffundieren und wie Defekte entstehen. Dieses Projekt „Quantitative Analyse innerer Grenzflächen in Halbleiterbauelementen“ wird von der FFG gefördert und gemeinsam mit fünf österreichischen Partnerunternehmen durchgeführt.

Ermöglicht wurde die Anschaffung des Gerätes und die Entwicklung der für den Betrieb notwendigen Kompetenzen durch das Programm COIN (Modul Aufbau), durch welches Projekte zum Auf- und Ausbau von Technologiekompetenzen für die österreichische Wirtschaft finanziell unterstützt werden können. Die weitere Aufrüstung des Gerätes wurde im Rahmen der ACR-Infrastrukturförderung des BMWFW gefördert.

Videos:
https://www.youtube.com/watch?v=o367eL5GmKM (Geräteaufbau – Wie kommt ein Mikroskop in den Keller?)
https://www.youtube.com/watch?v=d3R7VujmEfM (Gold und Silber Cluster)

Fotos