Alternative Methode, um Mikrostrukturen in Polykristallen darzustellen
Wie sich die Kristallite in einer CuInSe2-Dünnschicht orientieren, lässt sich auch mit Raman-Mikrospektroskopie kartieren. Bild: HZB
Die meisten festen Materialien liegen als Polykristalle vor. Wie sich diese Mikrokristalle in der Probe orientieren, kann für die Eigenschaften des Materials sehr wichtig sein. Um die Orientierungsverteilung über einen größeren Probenausschnitt zu bestimmen, ist in der Regel ein Rasterelektronenmikroskop erforderlich. Nach aufwändiger Vorbehandlung wird die Probe im Vakuum mit einem Elektronenstrahl abgetastet und mittels Rückstreuelektronenbeugung (electron backscatter diffraction, kurz EBSD) untersucht.
Alternative Methode: weniger Aufwand
Nun hat ein Team aus dem HZB um Dr. Daniel Abou-Ras zusammen mit Dr. Thomas Schmid von der BAM gezeigt, dass vergleichbare Verteilungsbilder auch mit Raman-Mikrospektroskopie gelingen. Diese Methode erfordert lediglich einen optischen Mikroskopieaufbau, benötigt keine aufwändige Probenpräparation und kann auch auf Materialsysteme angewandt werden, die nicht vakuumtauglich sind.
Großer Ausschnitt untersucht
Als Modellsystem untersuchten die Wissenschaftler eine polykristalline CuInSe2-Dünnschicht mit beiden Methoden. Dabei konnten sie zeigen, dass die experimentell ermittelten Raman-Intensitäten über einem ausgewählten Flächenausschnitt sehr gut mit den – unter Verwendung der lokalen Orientierungen – aus der EBSD-Map berechneten Raman-Intensitäten übereinstimmten. „Die Probe wurde mit Schrittweiten von 200 Nanometern mit einem Laserstrahl abgetastet und die Raman-Signale gemessen. Um diese Messung auf Flächen von mehreren hundert Quadratmikrometern durchzuführen, mussten wir allerdings die Probenumgebung sehr sorgfältig kontrollieren und über Stunden stabil halten“, erklärt Abou-Ras.
Anwendbar für viele polykristalline Proben
Die Anwendung der Raman-Mikrospektroskopie für Orientierungsverteilungen ist prinzipiell für alle polykristallinen Proben möglich, ob anorganisch oder organisch, solange diese Raman-aktiv sind.
Die Arbeit ist nun in Scientific Reports veröffentlicht:
Orientation-distribution mapping of polycrystalline materials by Raman microspectroscopy, Norbert Schäfer, Sergiu Levcenco, Daniel Abou-Ras, Thomas Schmid Doi: 10.1038/srep18410
Kontakt:
Dr. Abou-Ras
E-Mail: daniel.abou-ras@helmholtz-berlin.de
Norbert Schäfer
E-Mail: norbert.schaefer@helmholtz-berlin.de
Dr. Sergiu Levcenco
E-Mail: sergiu.levcenco@helmholtz-berlin.de
Pressestelle HZB
Dr. Antonia Roetger
E-Mail: antonia.roetger@helmholtz-berlin.de
http://www.helmholtz-berlin.de/pubbin/news_seite?nid=14394&sprache=de&ty…
http://www.nature.com/articles/srep18410
Media Contact
Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften
Die Materialwissenschaft bezeichnet eine Wissenschaft, die sich mit der Erforschung – d. h. der Entwicklung, der Herstellung und Verarbeitung – von Materialien und Werkstoffen beschäftigt. Biologische oder medizinische Facetten gewinnen in der modernen Ausrichtung zunehmend an Gewicht.
Der innovations report bietet Ihnen hierzu interessante Artikel über die Materialentwicklung und deren Anwendungen, sowie über die Struktur und Eigenschaften neuer Werkstoffe.
Neueste Beiträge
Effizienzschub für die Geothermie
Forschende an der Hochschule München entwickeln ein Antriebssystem für Pumpen, die selbst unter extremen Bedienungen in mehr als tausend Metern Tiefe effizient und zuverlässig arbeiten können – ein wichtiger Baustein…
Nanophysik: Der richtige Dreh
Gestapelte Schichten aus ultradünnen Halbleitermaterialien erzeugen Phänomene, die sich für neuartige Anwendungen nutzen lassen. Ein Team um LMU-Physiker Alexander Högele zeigt, welche Auswirkungen leichtes Verdrehen zweier Lagen haben kann. Neuartige,…
Warum Nickelate supraleitend sind
Ursache gefunden: Supraleiter übertragen elektrischen Strom verlustfrei über jede Entfernung und spielen eine wichtige Rolle bei Quantencomputern und medizinischer Bildgebung. Ein vielversprechendes Material sind Nickelate, Oxidverbindungen auf Nickel- und Neodymbasis….
