Elektronenmikroskopie weicher Materie
Überblick über die EM-Einrichtungen der Abteilung für Nachhaltige und Bio-inspirierte Materialien
Elektronenmikroskopie (EM) ist ein unverzichtbares Werkzeug zur strukturellen Charakterisierung im kleinen Maßstab. Sie ermöglicht die Korrelation zwischen Materialmorphologie und innerer Struktur mit einer Auflösung bis zur subatomaren Ebene. Bei der Anwendung auf weiche und biologische Materialien, die sehr anfällig für Schäden durch hochenergetische Elektronenstrahlung sind, sind ihre analytischen Möglichkeiten jedoch erheblich eingeschränkt.
Der Forschungsschwerpunkt der Gruppe liegt auf der Entwicklung EM-basierter Charakterisierungsmethoden für strahlungsempfindliche Materialien, mit Fokus auf Cellulose und anderen Kohlenhydraten. Mithilfe von kryogener und niederdosierter Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) sowie Elektronenbeugung (ED) wollen Dr. Yu Ogawa und sein Team die molekularen und supramolekularen Strukturdetails dieser wichtigen Klasse von Biopolymeren aufdecken.
Unsere EM-Einrichtungen verfügen über ein Kryo-Transmissionselektronenmikroskop (Kryo-TEM) und ein Kryo-Fokussiertes-Ionenstrahl-Rasterelektronenmikroskop (Kryo-FIB/SEM). Damit ergänzen sie die bestehenden Einrichtungen am MPIKG. Diese sind auf die strukturelle Charakterisierung strahlungsempfindlicher, weicher und biologischer Materialien ausgerichtet.
Verfügbare Geräte
Transmissionselektronenmikroskopie
JEOL JEM F-200 “Cryo”
- Kaltfeldemissionskanone
- Kryo-Polstück für geringe Eisbildung
- Beschleunigungsspannung: 60, 80, 120 und 200 kV
- TEM-Gitterauflösung bei 200 kV: 0,1 nm
- STEM-Auflösung (HAADF): 0,14 nm
- α-Neigungswinkel: ±80°
- Lochfreie Phasenplatte
- Gatan Metro In-situ-Direktelektronendetektor
- JEOL-STEM-Detektor
- Gatan Elsa Kryo-Transferhalter (698.ULP) mit α-Neigungswinkel > ±70°
- Merlin T4 Hybrid-Pixeldetektor (wird im August 2026 installiert)
- NanoMegas-Präzessions- und 4D-STEM-Scan-Engine (wird im August 2026 installiert)
ZEISS Crossbeam 550 FIB/SEM mit Leica Kryo-Transfer-System
- Schottky-Feldemissionskanone (0,02–30 kV)
- Gallium-Fokussier-Ionenstrahl (0,5–30 kV)
- Sekundärelektronen-Ionendetektor
- InLens-Detektor
- Energieselektiver In-Column-Rückstreuelektronendetektor (ESB)
- Einziehbarer Rückstreuelektronendetektor
- STEM-Detektor
- Oxford Ultim Max 170 EDS-Detektor
- Oxford Omniprobe 350 Mikromanipulator
- Tofwerk Sekundärionen-Massenspektrometrie-Detektor
- Leica EM ACE900 Gefrierbruch-System
- Leica EM VCT500 Kryo-Transfersystem
- Leica EM GP2 Tauchgefrierschrank
Rasterelektronenmikroskopie
Tescan Clara Field-emission SEM
- Schottky-Emitter
- Beschleunigungsspannung: 50 V-30 kV
- Everhart-Thornley-Detektor in der Kammer
- BSE-Detektor in der Kammer
- In-Beam-Multidetektor
- EDS-Detektor
- Funktion zur Strahlverlangsamung
