Kohlenstoffträgerfilme für TEM-Lochfilme – Ein Anwenderbericht von Wiebke Frandsen (FHI Berlin)

In Ausgabe 3/2019 des Spectrum haben wir gezeigt, wie Anwendungsspezialistin Anna Walkie-
wicz (Quorum) dünne Kohleträgerfilme für die Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) herstellt. Hierbei wurde der Kohlenstoff auf frisch gespaltetem Glimmer aufgedampft und auf die TEM-Grids abflottiert. Somit hat man einen dünnen, durchgängigen Trägerfilm für Proben, wie z.B. Proteine in der Kryo-TEM oder feine Pulver für Elementanalysen. Diese brauchen einen möglichst dünnen Untergrund, der sie hält, aber selbst möglichst wenig Signal zum Bild oder Spektrum beiträgt.
Eine Möglichkeit dieses zusätzliche Kohlenstoffsignal zu Umgehen sind Kohlenstofflochfilme („lacey carbon“). Wiebke Frandsen vom Fritz-Haber-Institut in Berlin gibt uns hier einen kleinen Einblick in die Herstellung solcher Filme. Vielen Dank dafür!

„Obwohl wir überwiegend Kohlenstofflochfilme für die Präparation unserer TEM-Proben verwenden und die zu untersuchende Probenstelle vorzugsweise „im Vakuum hängt“, ist es auch hier wichtig, dass der Trägerfilm homogen, rein und vor allem stabil ist.
Daher haben wir uns für den Kohlenverdampfer QT Q150V E Plus entschieden. Es wird zügig ein Vakuum im Bereich von 4,5 x 10-6 mbar erreicht, oder nach ein paar Stunden noch ein Besseres. Somit lassen sich sehr reine Kohleschichten herstellen.
Die Anwendung des kompakten, und platzsparenden Tischgeräts ist einfach und reproduzierbar. Parameter und Bedampfungsprotokolle können ausgelesen werden, was theoretisch die
Führung eines Log-Buchs erübrigt, sofern darauf verzichten werden möchte.
Um unsere Loch- oder Laceyfilme herzustellen verwenden wir einen Templatfilm aus in Ethylacetat gelöstem Triafol.  Diese Lösung wird auf ein Substratglas aufgetragen und nach kurzem Anhauchen und Trocknen auf die TEM-Grids abflottiert. Die Löcher im Triafolfilm entstehen durch einen, der Lösung beigemengten, Prozentteil von wasserfreiem Glyzerin. Somit werden Mizellen erzeugt, die auf Luftfeuchtigkeit reagieren und sich dementsprechend ausrichten. Je nach Kondensationsvorgang (Anhauchen, Kühlblock) kann die Lochgröße beeinflusst werden. Am Lichtmikroskop wird die Lochbildung beoabachtet und begutachtet (Abb. a) bevor es zum Abflotieren (Abb. b) und Bedampfen weitergeht (Abb. c).
Nach Bedampfung mit Kohlenstoff wird der Kunststofftemplatfilm in Ethylacetat wieder abgewaschen. Der Kohlefilm liegt nun gereinigt und stabil auf dem TEM-Gold-Grid (Abb. d und e).
Eine hochauflösende TEM-Aufnahme zeigt die Qualität des 4 nm dünnen und homogenen Kohlenstoffträgerfilm (Abb. f). Dieser eignet sich besonders für die Präparation pulvriger Proben oder für sehr dünne Ultramikrotomschnitte.“

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