CVD-gewachsene MoS2-2D‑Kristalle in Si/SiO2-Substrat: Das RISE-Bild (Raman-Imaging und Rasterelektronenmikroskopie) zeigt Knicke und überlappende Bereiche der MoS2-Kristalle (grün), Multischichten (blau) und Monoschichten (rot). ZEISS Sigma mit RISE.
Mikroskopieanwendungen für Nanomaterialien und Nanowissenschaften

Niederdimensionale Materialien

Hochdichte Strukturierung im Bereich unter 10 nm sowie hochauflösende Bildgebung und Analyse von Materialoberflächen.

Jüngste Fortschritte in der Nanotechnologie haben die Entwicklung von FIB-SEM-Systemen vorangetrieben, die eine Bildgebung mit höherer Auflösung bei geringeren kV-Werten ermöglichen. Eine exzellente Imaging-Leistung bei niedrigem kV-Wert wird für die Oberflächenanalyse niederdimensionaler Materialien wie MoS2, Graphen-Monoschichten, Nanodrähte, Nanopartikel und Quanten-Dots benötigt.

Herausforderungen der Bildgebung niederdimensionaler Materialien

Niederdimensionale Materialien zeigen aufgrund der Quantum-Confinement-Effekte neue Eigenschaften, die in ihren jeweiligen Grundmaterialien nicht zu finden sind. Daher ist hochauflösendes Imaging bei niedrigen kV-Werten nicht die einzige Anforderung. Die Materialien müssen auch in immer kleineren Längenskalen (häufig unter 10–20 nm) strukturiert werden können. Die Strukturgröße graphenbasierter Bauteile muss beispielsweise in der Regel unter 20 nm liegen, um den Quantum-Confinement-Effekt nutzen zu können. Das heißt, die Ohmschen Kontakte müssen auf dieser Längenskala strukturiert werden, bevor das Bauteil getestet werden kann. 

Eine weitere Herausforderung ist die Herstellung von Strukturen mit hoher struktureller Dichte. Dies kann bei Verwendung klassischer FIB-SEM-Tools zu einem Problem werden, weil die Strahlenchemie die Dichte aufgrund von Proximity-Effekten und Depositions-Halos beschränkt. Mit Funktionen für die Herstellung im Bereich unter 10 nm und dem richtigen System kann die strukturelle Dichte jedoch verbessert werden. 

Das Erstellen umfassender mehrskaliger und multimodaler 3D‑Bilder eines relevanten Bereichs war schon immer problematisch. Insbesondere bei der Untersuchung von niederdimensionalen Materialien wie Nanopartikeln. Diese Art von Analyse kann jedoch wertvolle Informationen zu Ihrer Probe liefern, vorausgesetzt, sie wird zuverlässig durchgeführt.

Leistungsstarke korrelative Workflows von ZEISS Microscopy

Die Lösungen von ZEISS Microscopy helfen Ihnen, diese dringenden wissenschaftlichen Herausforderungen im Bereich der Elektronik, Cybersicherheit und des Quantencomputings zu bewältigen. ZEISS MultiSEM ist beispielsweise das schnellste SEM-System weltweit – und für kontinuierlichen, zuverlässigen Betrieb rund um die Uhr konzipiert. Mit der Aufnahmegeschwindigkeit von bis zu 91 parallelen Elektronenstrahlen können Sie Proben im Zentimeterbereich mit Auflösung im Nanometerbereich abbilden. Klicken Sie hier, um mehr zu erfahren.

Die modulare FIB-SEM-Plattform ZEISS Crossbeam bietet hochauflösendes SEM-Imaging bei niedrigen kV-Werten kombiniert mit hohem FIB-Probendurchsatz. Es ermöglicht Ihnen aber auch, Ihr FIB-SEM modular aufzurüsten, z. B. durch die Installation eines Lasers für den massiven Materialabtrag, damit Ihr Mikroskop mit Ihren wissenschaftlichen Forschungsanforderungen Schritt hält.

Anleitungsvideos

  • TEM-Vorbereitung

    Standard-Workflow

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  • TEM-Vorbereitung

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    • Achieving Nano-scaled EDS Analysis in an SEM

      with a Detector for Transmission Scanning Electron Microscop

      Dateigröße: 863 KB
    • ZEISS GeminiSEM 500

      Nanometer scale EDS Analysis using Low-kV FE-SEM and Windowless EDS Detector

      Dateigröße: 1 MB
    • In situ SEM and Raman Investigations on Graphene

      Comparison of graphene, graphene oxideand reduced graphene oxide

      Dateigröße: 814 KB