Elektronen- und Rastersondenmikroskopie

Bei der Forschung und Entwicklung moderner Werkstoffe stehen mikro- und nanoskalige Gefügebestandteile und Strukturen im Vordergrund, da sie die mechanischen, optischen, elektrischen und magnetischen Eigenschaften der Werkstoffe maßgeblich beeinflussen. Wie können solche winzigen Strukturen charakterisiert werden? Die klassische Lichtmikroskopie fällt aus. Dafür ist nicht nur eine höhere Auflösung gefragt, sondern die experimentellen Charakterisierungs­methoden müssen auch auf der Nanometer-Ebene die Messung gezielter Materialeigenschaften ermöglichen, wie z.B. die chemische Zusammensetzung oder die magnetischen Eigenschaften. Die meisten dieser hochaufgelösten analytischen Messmethoden basieren auf ein Rasterverfahren, wobei eine Nanometer-große Sonde über die zu charakterisierende Probe gezielt bewegt wird, um lokale Wechselwirkungen zu vermessen.

Schwerpunkte der Vorlesung

• Rasterkraftmikroskopie (AFM): zur Vermessung der Oberflächentopografie, Adhäsionskräfte, viskoelastischen, magnetischen und elektrischen Eigenschaften
• Rasterelektronenmikroskopie (REM): zur Vermessung der Mikrostruktur, Kristallorientierung, chemischer Zusammensetzung
• Transmissionselektronenmikroskopie (TEM): zur Vermessung der atomaren Gitterstruktur, Kristallorientierung, Versetzungsstruktur, chemische Zusammensetzung

Neben der Vermittlung von Grundkenntnissen verfolgt die Lehrveranstaltung einen praktischen Ansatz. In der Vorlesung wird die Betonung auf praktische Aspekte gelegt und es werden Vorführungen der Mikroskope im Labor angeboten.

• Folien, Fachartikel
• J. Thomas, T. Gemming: Analytische Transmissionselektronen­mikroskopie, Springer, link.springer.com/book/10.1007/978-3-7091-1440-7
• A. Weidner, H. Biermann: Moderne Methoden der Raster­elektronenmikroskopie, Wiley, doi.org/10.1002/9783527670673.ch7
• E. Meyer: Scanning Probe Microscopy: The Lab On A Tip, Springer, link.springer.com/book/10.1007/978-3-030-37089-3

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