Materialanalyse auf atomarer Ebene
REM-Aufnahme von mit der ›microPrep Pro Femto‹ bearbeiteten Titaniumnitrid- Silizium-Mikro spitzen-Arrays Quelle: Universität Leoben
Vorbereitungszeit für die Atomsondentomografie verkürzen. Die 3D-Micromac AG aus Chemnitz, Anbieter von Lasermikrobearbeitungs- und Rolle-zu-Rolle-Lasersystemen für die Halbleiter-, Photovoltaik-, Glas- und Displayindustrie, hat das Lasermikrobearbeitungssystem ›microPrep Pro Femto‹ für die Hochgeschwindigkeits-Atomsondentomografie (APT) und Querschnittsprobenvorbereitung vorgestellt. Mit dem integrierten Femtosekundenlaser und einem optimierten optischen Aufbau ermöglicht es eine μm-genaue Materialentfernung in wenigen Minuten anstatt vieler Stunden mit fokussiertem Ionenstrahl (FIB)-Abtrag. Gleichzeitig werden mechanische und thermische Schäden an der Probe vermieden. Die Lösung erlaubt die Herstellung von APT-Mikroproben direkt aus dem Probenmaterial mithilfe automatisierter Workflows. Die dadurch frei werdenden FIB-Ressourcen können somit für abschließende Präparationsschritte verwendet werden, wie zum Beispiel das finale Fräsen und Polieren der Mikrospitzen (Bild).
Im Einsatz für die Präparation von APT-Proben
Das Department Werkstoffwissenschaft der Montanuniversität Leoben in Österreich ist ein Forschungsinstitut für die Felder Bergbau, Metallurgie und Materialwissenschaften und hat das erste System gekauft. Genutzt wird es für die Präparation von APT-Proben unterschiedlichster Materialien. Dr. Michael Tkadletz, Lehrstuhl für Funktionelle Materialien und Materialsysteme an der Montanuniversität Leoben, sagt: »APT ist eine entscheidende Technik für die wissensbasierte Entwicklung moderner Hochleistungswerkstoffe. Sie kann beispielsweise dazu beitragen, die Segregation von Verunreinigungen und Begleitelementen an Korngrenzen von ›Grünen Stählen‹ zu untersuchen, die komplexe Elementverteilung innerhalb multifunktionaler Beschichtungen und Nanostrukturen aufzudecken oder die Auswirkungen lokaler chemischer Fluktuationen auf die Leistung von Materialien zur Energiespeicherung und -umwandlung zu untersuchen.« Der größte Engpass für APT-Experimente ist laut Tkadletz jedoch die aufwendige Probenvorbereitung. Die Femtosekunden laser-Präparation mit dem Gerät helfe, diesen Engpass zu überwinden, indem sie die Komplexität der Prozesse deutlich reduziert. Zugleich werde die Zeit bis zur fertigen Probe und die Nutzung des FIB deutlich verringert, während gleichzeitig die Anzahl der präparierten Proben im Vergleich zu einem Standard-Lift-out-Verfahren erheblich gesteigert werden könne.
HERSTELLER
3D-Micromac AG
D-09126 Chemnitz