Kontaminationslos und zerstörungsfrei – TEM-Untersuchung von Kohlenstoff-basierter Materie
Kontamination, hervorgerufen durch abgebauten Kohlenstoff auf einer Probe, beeinflusst die Qualität der mit einem Elektronenmikroskop aufgenommenen Bilder sehr stark.
In den modernen Transmissionselektronenmikroskopen (TEM) ist die hierfür verantwortliche Quelle meistens die Probe selbst. Dies gilt insbesondere für Proben, die dem Bereich der kohlenstoffbasierenden weicher Materie zuzuordnen sind (carbon-based soft matter). DENSsolutions stellt nun mit ihren Probenheizsystemen für die verschiedensten TEM-Systeme ein geeignetes Mittel zur Vermessung dieser Art von Proben vor, die das Problem einer Kontamination zu vermeiden helfen.
Die Abbildung zeigt am Beispiel von Graphen, welchen Einfluss die Probentemperatur bei diesem Prozess hat. Wird diese Probe bei Raumtemperatur (RT) im TEM untersucht, erkennt man deutlich die typische Kontamination hervorgerufen durch Kohlenstoff (Abb. a und b). Hochauflösende REM-Aufnahmen
bei RT führen zu einer Amorphisierung und zur Kantenbildung des Graphens (Abb. c). Erhöht man die Probentemperatur auf 300 °C wird die Kontamination mit Kohlenstoff vermieden und eine weitere Erhöhung auf 700 °C hat zur Folge, dass die Amorphisierung durch Selbstreparatur-Effekte der Probe
(Abb. d) rückgängig gemacht wird. Wird die Probe über 800 °C erhitzt, werden alle Kontaminierungs- und Amorphisierungsprobleme vermieden und man erhält eine hochauflösende, kontaminationslose und zerstörungsfreie Möglichkeit seine Proben zu untersuchen. Auf Grund der geringen Temperaturdrift von nur 1 nm/min bei 800 °C können Bilder mit atomarer Auflösung aufgenommen werden. (Abb. e)
