Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Den Atomen auf der Spur

15.12.2008
Im Laboratorium für Elektronenmikroskopie am KIT wird derzeit ein neues Transmissionselektronenmikroskop installiert, das mit einem Investitionsvolumen von 4,2 Millionen Euro aus Mitteln der Exzellenzinitiative beschafft wurde.

Der Campus Süd des KIT ist die erste universitäre Einrichtung Deutschlands, die mit einem FEI Titan3 80-300 "Cubed" forscht. Lediglich das Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung in Dresden hat ebenfalls ein Gerät dieser Art. Weltweit gibt es nur etwa 10 Geräte.

Das Transmissionselektronenmikroskop ist mit seinen sechs Tonnen ein Schwergewicht. "Mit seinem Auflösungsvermögen von 0,08 nm (1 nm entspricht 0,000000001 m) lassen sich einzelne Atome abbilden und sogar deren Bewegung auf Oberflächen verfolgen", freut sich Professorin Dagmar Gerthsen, Leiterin des Laboratoriums für Elektronenmikroskopie am KIT.

Die Wissenschaftler des KIT werden das neue Mikroskop zur Strukturaufklärung in vielen Bereichen einsetzen, beispielsweise in der Materialforschung, Nanotechnologie, Festkörperphysik, Chemie und sogar in der Biologie. Bis zu 30 Institute können von dem neuen Mikroskop profitieren. "Einmalig in der Transmissionselektronenmikroskopie ist die Möglichkeit, neben der Struktur auch die chemische Zusammensetzung und sogar elektronische Eigenschaften von winzig kleinen Probenbereichen zu analysieren", so Gerthsen. Ein Beispiel dafür seien Quantenpunkte aus Halbleitern, die in effizienten Halbleiterlasern zum Einsatz kämen. Die chemische Zusammensetzung der Quantenpunkte, die sich auf atomarer Skala von Atomebene zu Atomebene ändern kann, lässt sich bei der Herstellung nicht genau kontrollieren. Daher ist es notwendig, diese am Objekt zu analysieren.

In der Materialforschung gilt das Interesse beispielsweise der Anreicherung von Verunreinigungsatomen in Korngrenzen - dies sind die Flächen zwischen den unterschiedlich orientierten Körnern des Materials. Verunreinigungsatome können sich nachteilig auf die Festigkeit von Materialien auswirken, was bis hin zum Bauteilversagen gehen kann. KIT-Wissenschaftler können mithilfe des neuen Mikroskops diese Verunreinigungen abbilden und gleichzeitig chemisch analysieren.

Mit dem Mikroskop ist es auch möglich, Ursachen für die Abnahme der Leistungsfähigkeit von Brennstoffzellen zu untersuchen. Hier stehen die chemischen Reaktionen zwischen Elektroden und Fest-elektrolytmaterial sowie die Entmischungsvorgänge im Elektrolytmaterial selbst im Mittelpunkt, die zu Variationen der chemischen Zusammensetzung auf der Skala von nur wenigen Nanometer führen können.

Ein weiteres Einsatzgebiet der neuen Anschaffung ist die Analyse der Struktur und chemischen Zusammensetzung von neuartigen funktionellen Nanoteilchen und molekularen Strukturen, die beispielsweise künftig in der Medizin als Container für Medikamente oder als elektronische Bauelemente ihre Anwendung finden.

Die Möglichkeit der Holographie im Transmissionselektronenmikroskop erlaubt es zudem, elektrische Felder um Defekte in Halbleitern, die die Beweglichkeit von Ladungsträgern in Halbleiterbauelementen reduzieren, auf einer Nanometerskala abzubilden. Gegenwärtig justieren Techniker noch das neue Mikroskop. "Ab Februar werden wir es voll nutzen können", betont Dagmar Gerthsen.

Im Karlsruher Institut für Technologie (KIT) schließen sich das Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft und die Universität Karlsruhe zusammen. Damit wird eine Einrichtung international herausragender Forschung und Lehre in den Natur- und Ingenieurwissenschaften aufgebaut. Im KIT arbeiten insgesamt 8000 Beschäftigte mit einem jährlichen Budget von 700 Millionen Euro. Das KIT baut auf das Wissensdreieck Forschung - Lehre - Innovation.

Die Karlsruher Einrichtung ist ein führendes europäisches Energieforschungszentrum und spielt in den Nanowissenschaften eine weltweit sichtbare Rolle. KIT setzt neue Maßstäbe in der Lehre und Nachwuchsförderung und zieht Spitzenwissenschaftler aus aller Welt an. Zudem ist das KIT ein führender Innovationspartner für die Wirtschaft.

Dr. Elisabeth Zuber-Knost | idw
Weitere Informationen:
http://www.kit.edu

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Forscherin entwickelt elektronische Textilstruktur für Medizinprodukte
17.02.2017 | Hochschule Niederrhein - University of Applied Sciences

nachricht Untergrund beeinflusst Halbleiter-Monolagen
16.02.2017 | Philipps-Universität Marburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2017

23.02.2017 | Veranstaltungen

Wie werden wir gesund alt? - Alternsforscher tagen auf interdisziplinärem Symposium in Magdeburg

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Heinz Maier-Leibnitz-Preise 2017: DFG und BMBF zeichnen vier Forscherinnen und sechs Forscher aus

23.02.2017 | Förderungen Preise

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Planeten außerhalb unseres Sonnensystems: Bayreuther Forscher dringen tief ins Weltall vor

23.02.2017 | Physik Astronomie