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Interaktionen organischer 2D-Polymere viel komplexer und störempfindlicher Bislang war es kaum möglich solche Materialien elektronenmikroskopisch mit ausreichender Auflösung auf atomarer Ebene zu charakterisieren „Das Problem besteht darin dass die abbildenden Elektronen mit den Atomen der Polymerschicht in Wechselwirkung treten und diese beschädigen oder sogar vollständig zerstören können“ erklärt die Physikerin Einem Forschungsteam aus Kaisers Arbeitsgruppe ist es in Zusammenarbeit mit Forschenden aus Dresden Halle und Leipzig sowie aus Guangzhou und Jinan beides China gelungen 2D-Polymere in nahezu atomarer Auflösung an einem Transmissionselektronenmikroskop TEM zu untersuchen ohne das 2D-Material zu beschädigen oder in der Zusammensetzung zu verändern Zum Einsatz kam dabei das Mikroskop Titan Bild 1 von der Universität Ulm ein hochauflösendes Transmissionselektronenmikroskop mit Korrektur für die sphärische Aberration Für ihre materialwissenschaftlichen Untersuchungen haben die Forschenden die Beschleunigungsspannung und Anzahl der Elektronen systematisch variiert um herauszufinden unter welchen Bedingungen sich maximale Bildqualität bei minimalen Elektronenstrahlenschäden realisieren lässt Üblicherweise werden für die transmissionselektronenmikroskopische Abbildung organischer Materialien Elektronenstrahlen mit höherer Energie 300 keV verwendet Die Ulmer Physikerinnen und Physiker haben für ihre Studie einen Niederspannungsansatz verfolgt kombiniert mit einer Niedrigdosistechnik „Wir haben die Energie der Elektronen systematisch von 300 keV bis auf 80 keV reduziert und dabei herausgefunden dass 120 keV – bei gleichzeitiger Reduktion der Elektronenanzahl – die höchstmögliche Auflösung in der Abbildung bringt“ erklärt Dr Haoyuan Qi Gruppenleiter in der Ulmer Arbeitsgruppe „Material-Mikroskopie 39 www labo de 9 2022 Bild 2 Bildfehlerkorrigierte-HRTEM-Bilder HR High-Resolution von 2D-Polymeren Die Bilder wurden mit Elektronenstrahlen mit reduzierter Energie Elektronenbeschleunigungsspannung 120 keV aufgenommen womit eine nahezu atomare Auflösung erreicht werden konnte Bilder Baokun Liang Uni Ulm