Unieke blik op atomaire structuur van materialen (+video)

Een nieuwe transmissie elektronenmicroscoop stelt onderzoekers van de Rijksuniversiteit Groningen in staat om onder meer in één beeld zowel zware als zeer lichte atomen vangen.

Trefwoorden: #microscoop, #RUG, #TEM, #transmissie elektronenmicroscoop

Lees verder

research

( Foto: RUG )

ENGINEERINGNET.BE - Elektronenmicroscopen gebruiken voor het maken van een afbeelding een elektronenbundel in plaats van licht.

Het monster beïnvloedt de baan van de elektronen in de bundel. Detectoren registeren die veranderingen en dit signaal wordt vertaald in een structuur.

Deze microscopen bevatten elektromagnetische lenzen om de bundel scherp te stellen op het monster en om aberraties in het beeld te corrigeren.

“De nieuwe microscoop, TEM geheten, is de eerste in zijn soort met een dubbele aberratie corrector, waardoor de resolutie veel beter is”, aldus Bart Kooi, RUG-hoogleraar Nanostructured Materials and Interfaces en verantwoordelijke voor het nieuwe instrument.

Zo kunnen wetenschappers atomen in dunne monsters zien. TEM produceert beelden van lichte atomen als zuurstof en zelfs waterstof die naast zware atomen zitten. “We kunnen daadwerkelijk kolommen waterstofatomen zien zitten in onze monsters”, vertelt Kooi.

Ook onderscheidt de microscoop atomen met een bijna gelijk gewicht van elkaar. Die worden geïdentificeerd door de röntgenstralen die van het monster komen, te analyseren - via twee extra grote röntgendetectoren.

De laatste unieke eigenschap van de TEM is dat het niet nodig is om een bundel elektronen met hoge energie te gebruiken om een goede resolutie te krijgen. ‘Tot nu toe moest de elektronenbundel versneld worden met een energie van 200 tot 300 kilovolt”, legt Kooi uit.

“Dat kan kwetsbare monsters beschadigen. Wij krijgen nu zelfs een goede resolutie bij 30 tot 60 kilovolt, om zo monsters van het zeer dunne grafeen of biologische moleculen te kunnen bestuderen."

De TEM is vooral bedoeld voor de Groningse onderzoeksinstituten Zernike Institute for Advanced materials (ZIAM) en CogniGron, het onderzoeksinstituut dat nieuwe materialen ontwikkelt voor nieuwe vormen van computertechnologie, geïnspireerd op de werking van de hersenen.

Beide instituten hebben bijgedragen aan de aanschafkosten die opliepen tot enkele miljoenen euro’s.


Video: