Materialforschung Labor zur Atomsonden-Tomographie eröffnet

Messtechnik im neuen Labor für Atomsonden-Tomographie an der Universität des Saarlandes
Messtechnik im neuen Labor für Atomsonden-Tomographie an der Universität des Saarlandes

An der Universität des Saarlandes wurde ein Labor zur Atomsonden-Tomographie eingerichtet, an dem auch winzigste Materialschäden, die sich häufig nur auf atomarer Ebene abspielen, mit neuen Technologien sichtbar gemacht werden können.

Für das neue Labor konnten die Materialforscher der Saar-Uni mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft das weltweit führende Großgerät zur atomar aufgelösten Material-Tomographie (Cameca Leap, USA) anschaffen. Dieses ergänzt die zwei- und dreidimensionalen Analysetechniken in den verschiedenen Laboren auf dem Uni-Campus.

Die am Steinbeis-Forschungszentrum für Werkstofftechnik eingesetzte Nano-Tomographie erzeugt ähnliche Bilder wie die Computer-Tomographie in der medizinischen Untersuchung. »Im Unterschied dazu wird der Körper aber nicht scheibchenweise durchleuchtet, sondern durch einen sehr präzisen Ionenstrahl systematisch in Nano-Scheibchen zerlegt und mit einem Elektronenstrahl abgetastet«, erläutert Professor Frank Mücklich, Professor für Funktionswerkstoffe der Saar-Uni und Direktor des Steinbeis- Forschungszentrums für Werkstofftechnik (MECS). »Die dabei erfassten Bildserien werden anschließend im Computer wieder zum exakten räumlichen Abbild zusammengefügt.« Bei der Atomsonden-Tomographie hingegen werden die Atome durch ein extremes elektrisches Feld einzeln aus der Probe herausgerissen, analysiert und danach zu einem dreidimensionalen Bild zusammengesetzt.

»Wir können jetzt also nicht mehr nur chemisch analysieren, welche Atome enthalten sind, sondern wir veranschaulichen auch die Gitterstruktur der Kristalle und zeigen, welche Nanostrukturen daraus geformt werden«, so Mücklich. »Und die neue Atomsonden-Tomographie macht es jetzt sogar möglich, bis in das Innerste von Materialien zu blicken und zu bestimmen, in welcher räumlichen Anordnung die Atome dort vorliegen. Mit diesen Erkenntnissen können wir vorhandene Materialien optimieren und ganz neue Werkstoffe entwickeln, die dann die gewünschten Eigenschaften wie etwa extreme Härte oder Hitzebeständigkeit aufweisen.«