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Institut für Mikro- und Nanotechnologien MacroNano®



Ansprechpartner

Prof. Dr. Jens Müller

Institutsdirektor

Telefon +49 3677 69-3402

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INHALTE

Verfügbare Prozesstechnologien (Auszug)

Analytik

Material- und Nanoanalytik

FIB Helios 600i FEI

FIB Helios 600i FEI
AnwendungsbereichNanoengineering-System

 

  • Dual-Beam Anlage zur Nanostrukturierung durch lokale Abtrags- oder Abscheidungsprozesse
  • mit Elektronen- und Ionensäule
Parameter

  • E-beam: 350 V - 30 kV ; Schottky-Feldemissionskathode
  • I-beam: 500 V - 30 KV ;
  • 4 verschiedene Gasinjektionen vorhanden (Pt, Jod, TEOS, C),
  • kein Loadlock
  • max. Probengröße: 150 mm
  • max. Probengewicht: 500 g
  • Elektronenstrahlauflösung:
  • 0,9 nm bei 15 kV bzw. 1,4 nm bei 1 kV
  • Ionenstrahlauflösung:
  • 4,5 nm bei 30 kV
  • Hochpräzisions 5-Achsen-Stage:

XY: 150 mm
Z: 10 mm
T: -10° bis +60°
R: 360°
X,Y Widerholgenauigkeit: 1,0 µm
Hersteller

www.fei.com

NPMM-1 SIOS

Anwendungsbereich
  • Positionierung, Manipulation, Bearbeitung und Messung von Objekten der Mikroelektronik, Mikromechanik, Optik, Molekularbiologie und Mikrosystemtechnik mit Nanometergenauigkeit in großen Raumbereichen
  • Messung von Präzisionsteilen, z.B. Härteeindringkörper, Membranen und Mikrolinsen
  • Kalibrierung von Stufenhöhennormalen und Pitch-Standards
Parameter
  • Mess- und Positionierbereich (X Y Z):  25 mm x 25 mm x 5 mm
  • Auflösung 0,1 nm
  • Reproduzierbarkeit <3 nm
  • Dynamik bis 10 mm/s
  • 3D-Multisensor-Positionier- und Messsystem höchster Genauigkeit integriert (Laserfokussensor, Rasterkraftmikroskop, Weißlichtinterferenzsensor, 3D-Mikrotaster, Stylustaster) 

Betriebsarten:

  • dynamisches Positioniersystem
  • 2. messendes System mit kontinuierlichem Scanmodus oder Schrittmodus

Hersteller

www.sios.de

TEM Tencai 20S-Twin FEI


Anwendungsbereich

Allgemein:

Dient der Untersuchung von Strukturen (Schichtsysteme, Ausscheidungen, Kristallinität, Kristallsymmetrien etc.) und chem. Zusammensetzungen im Bereich ~1 µm bis unteren nm-Bereich z.B. auf Fehler, Schichtdicken, Durchmischung etc.

Voraussetzungen:

  • Materialien müssen elektronentransparent sein, d.h. dünner als 100 nm (für besondere Anforderungen (z.B. HRTEM, EELS) dünner als 30-50 nm)
  • Manuelle Vorpräparation oder Lamellenpräparation mit FIB notwendig

Abbildungsbereiche:

  • Abbildungsmodi: Hell/Dunkelfeld, HRTEM, STEM, EFTEM
  • Beugungsmodi: SAED, CBED
  • Chemische Analyse: EDX (Z > 4, c > 1-5 at%, Auflösung 136 eV @MnKa, Punkt-/Linienscan, Mapping); EELS (Auflösung: 3 eV), EFTEM-Mapping)
  • Vergrößerungen: 50 – 2.000.000fach (üblich: 6.200 – 880.000fach)
  • Max. Auflösung Punkt: 0,24 nm; max. Auflösung Linie: 0,14 nm (HRTEM)
Parameter
  • 200 kV
  • LaB6-Kathode
  • EDX LN2 gekühlt
  • EELS GIF 1000
  • SAED auf Bildplatten
Hersteller

www.fei.com

REM XL30 FEI

Anwendungsbereich

Allgemein:


Analytisches Gerät, dient der Untersuchung von Oberflächenstrukturen und chemischer Zusammensetzung im Bereich oberhalb 3 nm bzw. mehrerer 10 nm bis in den mm-Bereich

Voraussetzungen:

  • Materialien müssen vakuumtauglich sein
  • Elektrisch leitfähige Oberfläche ist vorteilhaft


Abbildungsbereiche:

  • Abbildungsmodi: Sekundarelektronen (SE), Rückgestreute Elektronen (BSE)
  • Beugungsmodi: EBSD
  • Chemische Analyse: EDX (Z > 4, c > 1-5 at%, Auflösung 136 eV, Punkt-/Linienscan))
  • 5 Achsen-Stage 35 mm x 35 mm, Z, tilt, 360° Rotation
  • Maximale Probengröße: abhängig von der Mess- oder Bearbeitungsaufgabe
  • Maximales Probengewicht: ca. 0,5 kg
  • Elektronenquelle: LaB6-Kathode
  • Auflösung: 30 nm bei 30 kV (optimale Probe aus Au-C)
  • Reale Auflösung: probenabhängig ca. 3 nm bei 30 kV  Beschleunigungsspannung: 1 kV-30 kV      Strahlstrom: einstellbar u.a. über „spot size“
  • Sinnvolle Vergrößerungen: 30fach bis 20.000fach

 

Parameter
  • 30 kV
  • LaB6-Kathode
  • EDX LN2 gekühlt
  • EBSD
  • Peltiertisch und andere Einbauten möglich
Hersteller

www.fei.com

REM S-4800 Hitachi

Anwendungsbereich

Allgemein:

Hochauflösungsgerät, dient der Prozesskontrolle im Reinraum. Untersuchung von Oberflächen- und X-Section-Strukturen im Bereich oberhalb 1 nm. Auch zur Untersuchung der chemischen Zusammensetzung geeignet

Voraussetzungen:


  • Materialien müssen vakuumtauglich sein
  • Magnetische Proben müssen besonders sorgfältig befestigt werden, da ein elektromagnetisches Feld unterhalb der Linsen vorhanden ist
  • Elektrisch leitfähige Oberfläche ist vorteilhaft

Abbildungsbereiche:

  • Abbildungsmodi: Sekundarelektronen (SE), Rückgestreute Elektronen (BSE), Transmittierte Elektronen (STEM)
  • Chemische Analyse: EDX (Z > 4, c > 1-5 at%)
  • 5 Achsen-Stage 110 mm x 110 mm x 40 mm, -5° bis 70° tilt, 360° Rotation
  • Maximale Probengröße: Durchmesser 150 mm
  • Auflösung: 1 nm bei 15 kV WD 4 mm, 2 nm bei 1kV WD 1,5 mm
  • Beschleunigungsspannung: 0,5 kV-30 kV
  • Strahlstrom: einstellbar u.a. über „spot size“
  • Sinnvolle Vergrößerungen: 30fach bis 400.000fach

Materialien:


Metalle, Halbleiter und Isolatoren (nach Beschichten), Partikel (CNT, Verunreinigungen etc. (nach Beschichtung)), Polymere können unter/auf Elektronenstrahl reagieren, Oberflächenkontamination mit Kohlenwasserstoffen führt zum Wachsen von störenden Kohlenstoffschichten, unter optimierten Bedingungen kann u.U. auf eine Beschichtung verzichtet werden

Parameter
  • 0,5-30 kV
  • kalte Feldemission
  • EDX SDD-Detektor
Hersteller

www.hitachi.de

AFM Cypher AsylumResearch


Anwendungsbereich

AFM; High resolution AFM of small samples

Available AFM-modes:

  • Contact: Uses feedback on deflection. Height, deflection, and lateral force (LFM) signals available.
  • AC: Uses feedback on amplitude. Signals available include height, amplitude/phase, I/Q, deflection, lateral; digital Q-control included.
  • Force: Force curve acquisition and mapping in contact or AC mode. Triggering/feedback allow for a wide variety of force curve modes.
  • Dual AC™: Provides multiple frequency drives and analyses for bimodal and harmonic measurements and imaging.
  • Piezoresponse Force Microscopy (PFM): Enables high sensitivity, high bias and crosstalk free measurements of piezo materials.
  • Electric Force Microscopy (EFM)     Magnetic Force Microscopy (MFM)
  • Surface Potential
  • Nanolithography
  • Nanomanipulation
  • Frequency Modulation (FM)
  • Operation in fluid
  • Conductive AFM with ORCA™ Module: Provides low-current measurements at constant applied voltage for electrical characterization.
  • Scanning Tunneling Microscopy (STM)
  • Band Excitation for measurement of materials properties
Parameter

Cypher AFM Specifications

Head/Optical Lever

  • DC Detector Noise*: <5pm
  • AC Detector Noise: <25fm/√Hz above 100kHz
  • Photodiode Bandwidth: DC to 7MHz
  • Light Source: User selectable/exchangeable. Options include superluminescent diodes and laser diodes. Wavelength is fixed at 850nm.
  • Spot Size: User selectable/exchangeable. Focused spots range in size from 10x30µm down to 3x9µm.
  • Controls: Focused spot positioning and photodiode centering controls are motorized and fully controllable from the software.

*Noise measurements are quoted as average deviation (Adev) in a 0.1Hz to 1kHz bandwidth unless otherwise noted.

Scanner

A variety of scanner modules are available depending on application. All scanner modules include XYZ actuation as well as a motorized cantilever engage stage. The standard scanner module specs are listed below:

  • Scan Range: XY range is 30/40µm (closed/open loop). Z range is 5/7µm.
  • XYZ Sensor Noise*: NPS™ Digital LVDT sensors. XY noise is <60pm. Z noise is <50pm. Closed loop scan performance achieves lattice resolution (<10nm scans) with feedback gains equivalent to large scan (>1µm) values.
  • XYZ Open Loop Noise
  • XY: <8pm Adev in a 1Hz to 10kHz BW
  • Z: <4pm Adev in a 1Hz to 10kHz BW
  • Vibration Immunity: <10pm coupling into deflection for 1mm/s2 floor acceleration
  • XY Sample Drift: <20/200nm/°C (with/without temperature control module)
  • Out-of-Plane Motion: <3nm over closed loop scan range
  • Sample Dimensions: 15/7mm (diameter/thickness)
  • Sample Environment: Standard environments are ambient, droplet, or low evaporation/perfusion chamber.

*Noise measurements are quoted as average deviation (Adev) in a 0.1Hz to 1kHz bandwidth unless otherwise noted.

System

DC Height Noise*: <15pm (<5pm in quiet environments)
AC Height Noise*: <15pm

View Module

A variety of view modules providing top-down optical view of the sample/cantilever are possible depending on the application. The standard view module specifications are listed below:

  • Configuration: Bright field/reflected light
  • Illumination: LED based Köhler illumination with manual controls for the aperture and field diaphragms. Intensity is software controlled.
  • Resolution: Diffraction limited performance (<1µm) with apochromatic correction. NA = 0.45
  • Field of View: 690x920µm
  • Camera: 3.1 megapixel CMOS camera with FireWire interface. Digital zoom/pan/capture; software controlled white balance, shutter speed, and binning.

Electronics

  • ADCs
    - Two 16-bit, 80MHz
    - One 16-bit, 5MHz
    - Six 18-bit, 2MHz
    - Five 16-bit, 100kHz
  • Capture Buffer
    - 512MB
  • DACs
    - Four 16-bit, 40MHz
    - One 16-bit, 10MHz
    - Four 24-bit, 1.25MHz
    - One 24-bit, 400kHz
    - Five 24-bit, 100kHz
  • Firmware Devices
    - Firmware upgradable devices that run real-time SPM specific operations. Modules included are: lock-in amplifiers, Q-control, IIR filters, and feedback loops.
  • FPGAs
    - Four Field Programmable Gate Arrays running at up to 667MHz.
  • Processors
    - Floating point DSP running at 80MHz
    - Dual-core NIOS in FPGA
  • Dual-Frequency Digital Lock-in Amplifiers
    - Two dual-frequency quadrature lock-ins, 20MHz
    - One dual-frequency quadrature lock-in, 5MHz
  • Frequency Synthesizer
    - Two dual-frequency synthesizers output at 40MHz. Frequency range DC to 15MHz in 9mHz steps.
    - One dual-frequency synthesizer output at 10MHz. Frequency range DC to 2MHz in 2mHz steps.
  • Dual Quadrature Outputs
    - R1,21,2 (amplitude/phase)
    - I1,2/Q1,2 (Rcosθ/Rsinθ) for each lock-in
  • Digital Q-control
    - 2kHz – 20MHz
  • Feedback loops
    - Multiple proportional-integral gain controllers and more advanced controllers (such as H). At a minimum there are:
    --Six loops running at 100kHz
    --Ten loops running at 2MHz
  • IIR Filters
    - Infinite Impulse Response (IIR) filters running at 2MHz and 100kHz. There are four types of software controllable IIR filters (DC to 50kHz): low pass, high pass, band pass, and band stop.
  • Crosspoint Switches
    - One 32 by 32 digitally controlled switch
    - One 16 by 16 digitally controlled switch
  • Power Supplies
    - Low voltage: +15, +7, 3.3V
    - High voltage: 150V
    - Optional: +150V for PFM
  • Software Controlled Relays
    - XY high voltage
    - Z high voltage
    - Laser power
  • USB Computer to Controller Communication
    - Compatible with most computers running WinXP or Windows 7 (including laptops)
  • High Voltage Noise
    - <70uV Adev in 1Hz to 10kHz bandwidth (50uV typ.) in all three axes

Data Acquisition

Data size is limited only by the memory on the PC (10 million point and 8k x 8k images are possible). Additionally, a continuously running circular fast capture buffer allows high speed data to be sent to the computer at any time.

Computer

Minimum: Dell Precision T3500 mini-tower, 2.80GHz Quad Core, 6GB RAM, dual 320GB RAID 1 hard drives, 16x DVD writer, dual 20" LCD panels (30" optional), 1GB video card, 8 USB ports, 2 Fire Wire ports, Windows 7 64bit (WinXP optional).

Software

The software is based in IGOR Pro by WaveMetrics, a powerful scientific data acquisition and analysis environment. The software is user programmable.

Features include:

  • Nonlinear curve fitting to arbitrary user-defined functions.
  • Extensive image analysis including 2D FFTs, wavelet transformations, convolutions, line profiles, particle analysis, edge detection (eight methods, including Sobel), and thresholding (five methods, including fuzzy entropy).
  • Automatic spectral fitting and calibration of cantilever spring constants using thermal noise and Sader method.
  • Easy generation of scientific publication quality graphs and page layouts.

ARgyle™: OpenGL® 3D rendering technology for advanced image display.

  • Generate, display, and visualize 3D images in real-time while scanning or doing off-line processing.
  • Overlay alternate channel data with primary to view feature correlation.
  • Independent scaling of axes for true 1:1 aspect ratio.
  • Mouse-driven rotating, panning, scaling, and lighting control of images.
  • Export 3D images to clipboard, JPEG, TIFF, BMP, PNG.
  • Stereo anaglyph creation from 3D images.

Instrument Isolation

  • Vibration: Included passive vibration isolation with fo=7Hz, Q~1. The Cypher AFM exhibits exceptional vibration immunity, and even for high resolution work no further isolation is necessary in typical lab environments. Additional isolation may be needed for unusually noisy environments.
  • Acoustic: Included acoustic enclosure provides 20dB of isolation.
  • Temperature: Included enclosure allows for 0.1°C temperature stabilization with optional temperature control module.
Hersteller

http://www.asylumresearch.com

Röntgentomograph NanoMex180 General Electric

Anwendungsbereich Das Röntgenprüfsystem nanomex 180 ist ein extrem hochauflösendes Nanofocus-Röntgensystem für die Inspektion hochwertiger Aufbau- und Verbindungstechnik. Das System kann für die 2D-Röntgenprüfung sowie für 3D-Computertomographie eingesetzt werden. 
Parameter
  • Kombinierter 2D- / 3D CT-Betrieb
  • Detailerkennbarkeit bis 0,5µm (500nm)
  • max. Röhrenspannung 180kV / 15W
  • wartungsarme, langlebige Nanofocus-Röntgenröhre
  • stufenlose Schrägdurchstrahlung von 0° - 70°, Rotation von 0° - 360°
  • intergrierte Rauschunterdrückung
  • 1max. Durchlichtfläche für 2D-Aufnahmen 610mm x 560mm
  • ergonomische Bedieneinheit
  • easy-view-Konfiguration: zeigt das Röntgenbild der Probe so, wie sie der Nutzer auch durch das Strahlenschutzfenster sieht
Hersteller

www.gesensinspection.com

XRD D8 Theta-2Theta Bruker


Anwendungsbereich

Röntgen-Diffraktometer D8 mit Eulerwiege

  • Hochauflösendes Diffraktometer HRXRD
  • Strukturanalyse, qualitative- und quantitative  Phasenanalyse
  • Textur- und Polfigur Messungen und deren Darstellung
  • Vorzugsrichtungen und Orientierungsbestimmung ODF
  • Hochaufgelöstes, reziprokes Space Mapping RSM
  • Bestimmung der Schichtdicke XRR
  • Bestimmung der mikro.-und makroskopischen Eigenspannungen
Parameter
  •  max. x-Drive und y-Drive: -40 bis 40 mm
  • max. Aux.-Drive 1 und Aux.-Drive 2: -7,5° bis 7,5° Röntgen-Röhre: nur Cu
  • Hochspannung : 10 bis 60 kV
  • Röhrenstrom: 5 bis 80 mA
  • Diffraktometer: liegend, mit partiell offener Eulerwiege
  • Messkreisdurchmesser: wahlweise von 400 bis 600 mm
  • Pathfinder Analyzer und Pathfinder Reseiving Slit
  • Detektor: Szintillationszähler, bis max.1200 kV
  • Blenden System, primär- und sekundärseitig: 0,05 bis 6 mm
  • Exakte Parallelstrahloptiken, u. A. durch Göbelspiegel, Monochromatoren, Soller-Schlitze und Analysator Kristalle Ge Rotary Absorber und Anti-Scattering Slit
  • Ansteuerung des Antriebes: unabhängige Schrittmotoren
  • max. Probengröße: ∅ 50 mm oder 50 x 40 mm
  • max. Probengewicht: 200 g
  • max. nutzbarer Winkelbereich Θ: -90° bis 180°
  • max. nutzbarer Winkelbereich 2Θ: -95° bis 165°
  • max. nutzbare φ-Drehung: -191° bis 191°
  • max. nutzbare χ-Kippung: -11° bis 97°
  • kleinste ansteuerbare Schrittweite 2 Theta: 0,001°
  • Reproduzierbarkeit (Theta/2Theta): ± 0,0001°
  • Alle Winkel- und Wegpositionen sind elektr. ansteuerbar
Hersteller

www.bruker-axs.de

XRD D5000 Theta-2Theta Bruker


Anwendungsbereich

Röntgen-Diffraktometer D5000 mit Eulerwiege

  • Qualitative- und Quantitative  Phasenanalyse
  • Textur- und Polfigur Messungen und deren Darstellung
  • Orientierungsbestimmung ODF
  • Bestimmung der mikro.-und makroskopischen Eigenspannungen
Parameter
  • Röntgen-Röhren: Co, Cr, Cu, und Mo
  • Hochspannung : 10 bis 60 kV
  • Röhrenstrom: 5 bis 80 mA
  • Messkreisdurchmesser: 401, 435, 500, und 600 mm
  • Detektor: Szintillationszähler, bis max.1200 kV
  • Festblenden System: 0,05 bis 6 mm
  • Kb-Filter zur Monochromatisierung: Fe, V, Ni und Zr
  • Ansteuerung des Antriebes: unabhängige Schrittmotoren
  • max. Probengröße: ∅ 50 mm oder 50 x 40 mm
  • max. Probengewicht: 500 g
  • max. nutzbarer Winkelbereich 2q: -10° bis 165°
  • max. nutzbare φ-Drehung: 0° bis 360°
  • max. nutzbare χ-Kippung: -60° bis 90°
  • kleinste ansteuerbare Schrittweite 2 Theta: 0,002°
  • Reproduzierbarkeit (Theta/2Theta): ± 0,005°
  • Probentisch in x-Richtung: -30 bis 30 mm
  • Probentisch in y-Richtung: 0° (keine elektr. Ansteuerung)
  • Probentisch in z-Richtung: max. 20 mm (keine elektr. Ansteuerung)
Hersteller

www.bruker-axs.de

 

XRD D5000 Theta-Theta Bruker

Anwendungsbereich

Röntgen-Diffraktometer D5000 in Theta-Theta Messanordnung

  • Qualitative- und Quantitative  Phasenanalyse
  • Dünnschicht-Messung im streifenden Einfall
  • Bestimmung der Schichtdicke
Parameter
  • Röntgen-Röhre: nur Cu
  • Hochspannung : 10 bis 60 kV
  • Röhrenstrom: 5 bis 80 mA
  • Diffraktometer: stehend
  • Messkreisdurchmesser: nur 435 mm
  • Detektor: Szintillationszähler, bis max.1200 kV
  • Festblenden System, primär-und sekundärseitig: 0,05 bis 6 mm
  • Göbelspiegel, primärseitig: zur Monochromatisierung, Parallelisierung und Intensitätssteigerung des Primärstrahls
  • Primäre Seite des Strahl: Cu-Ka1, λ = 0,154056nm
  • Sekundäre Seite langer Soller-KollimatorAnsteuerung des Antriebes: unabhängige Schrittmotoren
  • Drehprobenteller: waagrecht stehend, mit Winkelpositionierung φ
  • max. Probengröße: ∅ 50 mm
  • max. Probengewicht: 300 g
  • max. nutzbarer Winkelbereich Θ-Detektor: -2° bis 132°
  • max. nutzbarer Winkelbereich Θ-tube: -2° bis 50°
  • max. nutzbare φ-Drehung: 0° bis 360°
  • kleinste ansteuerbare Schrittweite 2 Theta: 0,002°
  • Reproduzierbarkeit (Theta/2Theta): ± 0,005°
Hersteller

www.bruker-axs.de

 

Augerspekrometer microlab 350

Anwendungsbereich

Hochauflösendes Scanning Augerspektrometer

Dünnschicht- und Bulkproben aller leitfähigen Materialien,
dünne Schichten (bis ca. 200 nm) auch von Isolatorschichten
Isolierende Proben im streifenden Einfall bei glatter Oberfläche (z.B. Gläser)
kein Nachweis von H und He möglich
Probengröße bis ca. 10mm x 10mm x 2 mm problemlos, darüber hinaus in Absprache,
ideal, je nach Problem, 5mm x 10 mm

ParameterElektronenstrahl:

doppelt fokussierte Elektronenkanone mit thermisch unterstützter Feldemissionskathode
Beschleunigungsspannungen: 0.5 – 20kV
Strahldurchmesser: >7 nm Auflösung für SEM (Au-Partikel auf Grafit), >10 nm für SAM
Beschußwinkel: 0° - 90° zur Probennormalen

Ionenstrahl:
Sputterionenkanone mit 0.5 – 5 kV Ar-Ionen, gerastert,

Standard 1 kV, 1mm x 1mm, 460 µA/cm2, Abtragsraten einige nm/ min
Beschußwinkel  51°  - 75° zur Probennormalen

Analysator:
Halbkugelanalysator mit 0.03% Energieauflösung im CRR und CAE-Modus

6-Nachweischanneltrons, Analysewinkel 0° - 70° zur Probennormalen

Probenhandling:
Probenschleuse für 3 Probentische, Parkposition für 3 Proben in der Vakuumkammer
Manipulator mit 5 Freiheitsgraden:    x, y und z, Robenrotation und -kippen (-10° bis 90°)

Zusatzoptionen:
Probenheizung (Probentische mit Wolfram-Drahtheizung) bis ca. 900°C
Temperaturmessung über Thermoelement oder Pyrometer (ungenau)
Probenkühlung bis ca. -100°C (Cu-Finger auf lN2-Temperatur)

Analysyevolumen:
lateral abhängig vom Sondendurchmesser (dazu Streueffekte) bis hinunter zu ca. 10 nm
Tiefenauflösung abhängig von der Augerenergie ca. 0.4 nm – 5 nm
Tiefenauflösung wird durch Ionenstrahlsputtern verschlechtert (mixing und Rauheit)
Hersteller

http://www.thermoscientific.de

Precision Etching and Coating System (PECS)

AnwendungsbereichDas Precision Etching and Coating System (PECS) dient der Oberflächenmodifikation von Proben u.a. zur Beschichtung für die Rasterelektronenmikroskopie bzw. zum Ionenätzen von Oberflächen.
Parameter

Präzision-Bedampfungs- und Ätzanlage mit zwei Sputterkanonen und einer Ätzkanone
  • Strahlenergie: min. 1,8 keV max. 6 keV
  • Kippwinkel: -15°- +75°
  • max. einstellbare Zeit: 99,99 min
  • max. Probengröße: Durchmesser 25 mm
  • Schichtdickenmonitor zur in-situ Ermittlung der Dicke abgeschiedener Schichten
Materialien:

Targetmaterialien: C, W, Pt Au/Pd (eingebaut), des weiteren verfügbar Glas, Ni, Cr, Au (Vakuumkühlfalle mit LN möglich)

Hersteller

http://www.gatan.com/

TEM-Präparation manuell

AnwendungsbereichPräparation von Proben für die Transmissionselektronenmikroskopie. Leicht zu bearbeitende Materialien (Si, Stahl, SiC, Saphir etc.), immer von der Fragestellung und der speziellen Probe abhängig
Parameter

Präparation von plan view und cross section Proben mit Hilfe folgender Geräte:

  • Diamantsäge Microsaw
  • Heizplatte Bal-Tec
  • Dimple Grinder 656 GATAN
  • Ultrasonic DISC Cutter 601 GATAN
  • PIPS 691 GATAN
  • Mikroskop STEMI 2000-C Zeiss
  • Ätz-Poliergerät LectrolPOL-5 Struers
Grenzen:
  • mind. 10 mm x 10  mm Probenstück
  • keine Zielpräparation möglich

Alternativen:

FIB Zeiss Auriga 60 (Zielpräparation und andere Materialien möglich)

Hersteller

 

Vibrationspoliergerät VibroMet Bühler

AnwendungsbereichDie Vibrationspolitur dient zur Herstellung störungsarmer Oberflächen. Insbesondere weiche Materialien, wie u.a. Kupfer und Silber bzw. Verbundwerkstoffe, die harte und weiche Komponenten gleichzeitig enthalten können mit diesem Verfahren hervorragend poliert werden. Besondere Eignung für die Endpolitur von Proben für EBSD Analysen.
Parameter

Probenbeschaffenheit:

Proben müssen in Epoxid-Harz eingebettet und metallografisch vorpräpariert sein.Damit ergibt sich auch die max. Probengröße 25 mm im Durchmesser

Verbrauchsmaterial: Poliersuspension und –tücher

Materialien:

Als Poliersuspensionen stehen Al2O3 und SiO2 zur Verfügung.

Hersteller

 http://www.buehler-met.de

Metallografische Präparation

AnwendungsbereichPräparation von Proben für metallografische Untersuchungen im Lichtmikroskop oder mittels Rasterelektronenmikroskopie
Parameter

Metallografische Präparation:

  • Phoenix Beta Bühler (halb automatisches Schleif- und Poliergerät)
  • Mikroskop STEMI 2000-C Zeiss
  • Mikroskop BX51 Olympus (10x, 20x, 50x, 100x)
Außerdem werden folgende Verbrauchsmaterialien benötigt:
  • Epoxidharz als Einbettmittel
  • SiC- Schleifpapier
  • Diamantsuspension

Grenzen:

  • mind. 5 x 5 mm, max: 15 x 15 mm Probenstück, Durchmesser 25 mm
  • Proben werden in Epoxidharz eingebettet und können max. mit flüssigem Stickstoff und mechanischer Einwirkung nach der Präparation davon befreit werden.
  • Proben sind im eingebetteten Zustand nicht elektrisch leitfähig, für REM müssen sie noch beschichtet werden (REM Präparation PVD (PECS GATAN))

Materialien:

Es können nahezu alle Materialien bearbeitete werden

Hersteller

 http://www.buehler-met.de

www.zeiss.de

Mikrohärtemessung

Anwendungsbereich

Instrumentierte Eindringprüfung zur Bestimmung der Härte und anderer Werkstoffparameter für den Mikro- und Nanobereich, wie u.a. Martenshärte HM, Eindringhärte HIT, Elastischer Eindringmodul EIT, Eindringkriechen CIT, Prozentualer elastischer Verformungsanteil ηIT der Eindringarbeit Welast/Wtotal

Parameter

 

 

Prüflasten:

 

HM100XYProg

HM500

Min. Prüflast

0,4 mN

0,005 mN

Max. Prüflast

1000 mN

500 mN

Max. Eindringtiefe

700 µm

150 µm

Kraftauflösung

± 0,02 mN

≤ 100 nN

Wegauflösung

± 2 nm

40 pm

Programmierbarer Probentisch:

 

 

HM100XY

Prog

HM500

Max. Probenhöhe (H)

190 mm

130 mm

Auflagefläche (BxT)

190 x unbegrenzt

180 x 150 mm²

Verfahrweg XY:

50 x 50 mm²

 

X,Y Wiederhol-genauigkeit:

± 3 µm

±0,5 µm*

Automatisierte Messung

Einzelpunkt, Line, Array

*durch aktiven Dämpfungstisch

 

 

Eindringkörper:

·         4-seitige Diamantpyramide nach Vickers (Standard)

Hartmetallkugel mit Durchmesser 0,4 mm

 

Hersteller

 

Laserprofilometer Microfocus UBM

AnwendungsbereichDas UBM-Laserprofilometer arbeitet nach dem Prinzip der dynamischen Fokussierung. Das Licht eines Halbleiterlasers wird durch eine bewegliche Linse auf die Probenoberfläche fokussiert, dort reflektiert und über einen Strahlteiler auf ein Photodiodenarray abgebildet. Hier wird das Eingangssignal für den Regelkreis zur Steuerung der Linsenposition erzeugt. Bei maximalem Diodenstrom ist die Oberfläche im Fokus der Linse. Die Position der Linse korreliert mit dem Oberflächenprofil. Zusätzlich wird die Lichtreflexion von der Oberfläche gemessen.
Parameter

Eigenschaften des Sensors:

Wellenlänge: 780 nm

Spotsize: 1 µm

Messabstand: 2 mm

Auflösung

 

Grober Messbereich (±500 µm)

Feiner Messbereich (±50 µm)

Auflösung (z)

0,1 µm

± 0,01 µm

Genauigkeit

± 0,4 µm

± 0,1 µm

Probentisch:

x-Achse:

200 mm max.

y-Achse:

200 mm max.

Schrittgröße:

0.5 µm


  • Programmierbar
  • Linienscan
  • Flächenscan durch Meander
Hersteller

 

Wachstums- und Oberflächenanalytikmodul Omicron

Anwendungsbereich
  • in-situ Analysen der Oberflächeneigenschaften von Festkörpern
  • Aufdampfen dünner Schichten
  • Präparation reiner Oberflächen
  • Analyse chemischer, struktureller und elektronischer Eigenschaften
  • Proben können in Schutzatmosphäre / Vakuumbedingungen transferiert werden
Parameter

Präparationskammer:

  • plasmaunterstützte Molekularstrahlepitaxie von Gruppe III-Nitriden (InN, GaN)
  • Stickstoff-Plasmaquelle (SVT Associates RF4.5)
  • zwei Knudsenzellen gefüllt mit Indium bzw. Gallium
  • Elektronenstrahlverdampfer (Cu, Ag, Au)
  • RHEED-Einheit
  • Probenheizung
  • Pyrometer
  • Ar+ Sputterkanone
  • Quadrupolmassenspektrometer (QMS)

Analytikkammer:

  • Röntgen- und UV-induzierte Photoelektronenspektroskopie (XPS, UPS)
  • Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) zur Analyse der chemischen und elektronischen Oberflächeneigenschaften
  • monochromatisierte AlKα Quelle (PHI 10-60E Röntgenquelle mit Quarzkristallmonochromator XM1000)
  • konventionelle MgKα oder AlKα Röntgenröhre (DAR400)
  • Ultraviolettphotoelektronenspektroskopie (UPS) zur Analyse der Austrittsarbeit und Valenzbandzustände
  • Neutralisator für nichtleitfähige Proben
  • Elektronenergieverlustspektroskopie (EELS)
  • Augerelektronenspektroskopie (AES)
  • Photoelektronemissionsmikroskopie (PEEM)
  • Rastersondenmikroskopie (AFM, STM)
  • Gaseinlasssystem zur Analyse von Oberflächenreaktionen
  • Alkaliverdampfer
  • Quadrupolmassenspektrometer (QMS)
Herstellerhttp://www.scientaomicron.com

XPS-SAGE HR 150 SPECS

AnwendungsbereichXPS-Apparatur zur Photoelektronenspektroskopie und Tiefenprofilierung Oberflächencharakterisierung verschiedenster Proben hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung
Quantitative Analyse
Parameter lateraler Auflösung (<100µm)
Tiefenprofilierung

Austattung:

  • Monochromatisierte Röntgenröhre
  • Nicht monochromatisierte Röntgenröhre (Mg- und Al-Anode)
  • Massenspektrometer
  • massenspektrometrisches Tiefenprofil
  • Photoelektronenspektroskopie mit einer UV-Anregungsquelle (Valenzbandspektroskopie mittels UPS)
  • Option XPS mapping
  • Ladungsneutralisation
Hersteller

 www.specs.de

XRD D8 Theta/Theta (µXRD)

Anwendungsbereich

Röntgen-Diffraktometer D8 mit Eulerwiege

  • Qualitative und quantitative Phasenanalyse (Bragg-Brentano-Geometrie) mit Halbleiterdetektor oder Flächenzähler
  • Kapillartechnik – Debye-Scherrer ähnlich mit Flächenzähler
  • Röntgenreflektometrie XRR
  • µXRD: Mikrofocus durch Polykapillaroptiken 2 mm bis 100 µm mit Mapping-Funktionalität
  • Beugung im streifender Einfall mit Multilayerspiegel (GIXRD)
  • Beugung im streifenden Einfall in der Ebene mit Multilayerspiegel (IP-GID)
  • Kleinwinkelstreuung (SAXS), bei streifendem Einfall (GISAXS)
  • Textur- und Spannungsanalyse (0D-, 1D-, 2D- Detektor, Cr-Strahlung)
  • in situ Hochtemperaturmessungen (Strich-0D,1D oder Punktfokus 2D)
Parameter

Röntgen-Röhren und Hochspannungsgenerator:

  • Cu  λCuKα1 = 0,15406 nm
    (EP = 8.05 keV)
  • Cr   λCrKα1 = 0,22897 nm
    (EP = 5.41 keV)
  • Mo  λMoKα1 = 0,070932 nm
    (EP = 17.5 keV)
  • Twist-Röhren (wahlweise Punkt- oder Strichfokus)
  • Hochspannung : 20 bis 50 kV
  • Röhrenstrom: 5 bis 60 mA

Diffraktometer:

  • stehendes Goniometer, mit partiell offener Eulerwiege
  • Goniometerradius: bis 430 mm
  • alle Winkel- und Wegpositionen sind elektr. ansteuerbar
  • alle benutzen Optiken und Messkreisradien werden erfasst und sind in der Messdatei enthalten
  • kleinste ansprechbare Schrittweite 2 Theta: 0,0001°
  • Reproduzierbarkeit (Theta/2Theta): 0,0002°
  • max. nutzbarer Winkelbereich 2θ: -4° bis 168 (170)° (abhängig von Optiken und Detektoren)
  • max. nutzbare φ-Drehung: unbegrenzt
  • max. nutzbare ψ-Kippung: -11° bis 98°

Standardprobenbühne/-halter auf Eulerwiege:

  • -40mm < x < 40mm
  •  40mm < y < 40mm
  •  2 mm < z < 1 mm

Zusätzliche Probenbühnen:

  • Tilt-Stage: ζ und ξ  (jeweils ± 7°, Schrittweite 0,1°) mit Schneidblende für streifenden Einfall oder Reflektometrie
  • Kapillarrotator (Synchronantrieb für Kapillarröhren)
  • Temperaturkammer (PtRh-Heizband, max. 1100°C, dT/dt = max. 60K/min, Atmosphären: Vakuum, Helium, Luft)

Detektoren:

  • Lynxeye XE T: Energiedispersiver, positionssensitiver PSD Detektor (0D, 1D), erfassbarer Winkelbereich = ca. 2° (bei 430mm Messkreisradius), Energieauflösung < 380eV, I(CuKβ) < 1%, Fe-Fluoreszenz wird gefiltert, kein Kb-Filter mehr notwendig
  • Vantec 500: Flächendetektor mit  Be-Fenster (geeignet für Strahlung zwischen 3 und 15 keV, Cu, Co, Fe, Cr-Strahlung)                                    
    • SAXS-Strahlengang: SAXS-Beam-Stop, GISAXS-Beam-Stop, Strahlführungsrohr mit He-Flutung zur Reduktion von Luftabsorption und -streuung
  • Exakte Parallelstrahloptiken: Göbelspiegel, Polykapillaroptik, Soller-Kollimatoren
  • Rotary Absorber und Anti-Scattering Slit
  • Automatisches und/oder fixiertes Blendensystem, primär- und sekundärseitig: 0,05 bis 14 mm

Probenausrichtung- und Dokumentation:

  • Laser-Video-Mikroskop zur Probenausrichtung (x, y), Probenjustage (z) und Dokumentation von Messpunkten/-bereichen auf der Probe

Probenbeschränkungen (abhängig von optischem Aufbau, Zusatz-Stage):

  • max. Probengröße: Ø = 50 mm oder                                50 x 40 mm
  • max. Probengewicht:      1000 g
  • max. Probenhöhe:          40 mm
Software
  • Messwertaufnahmesystem Diffrac-Measurment-Center einschließlich Datenbank
  • Diffrac-EVA – qualitative und quantitative Phasenbestimmung, mit PDF4-Datei und COD-Datei
  • Diffrac-Topas – Fundamentalparameteranalyse zur quantitativen Analyse einschliesslich Rietveld-Methode
  • Diffrac-Leptos – Hochauflösungs-XRD (reziproke Spacemaps, Epitaxieverhältnisse, Spannungsanalyse und XRR-Auswertung
  • Diffrac-Texture – Texturanalyse und ODF
  • Diffrac-SAXS - Kleinwinkelstreuung

Alle Programme sind mit bis zu 25 Lizenzen im Universitätsnetz gleichzeitig nutzbar, Installation auch im RTK6 vorhanden

Herstellerwww.bruker-axs.de