Chemische Analytik auf der Nanometer-Skala

Ein neues Großgerät im Wert von 1,1 Millionen Euro geht an der Justus-Liebig-Universität Gießen am 30. Januar 2007 mit einer kleinen Feier in Betrieb. Das Flugzeit-Massenspektrometer "TOF.SIMS 5" der deutschen Fa. ION-TOF aus dem westfälischen Münster ergänzt die Grundausstattung der Materialwissenschaften im Hinblick auf nanotechnologische und bioanalytische Fragestellungen. Es wird von der Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Jürgen Janek am Physikalisch-chemischen Institut betrieben und erweitert das instrumentell-analytische Methodenspektrum beträchtlich.

In einem Flugzeit-Massenspektrometer werden die atomaren oder molekularen Bestandteile einer zu analysierenden Substanz mittels eines rasternden Ionenstrahls Lage für Lage abgetragen und gemäß ihrer Masse erfasst. Mit Hilfe eines zweiten intensiveren Ionenstrahls kann auf diese Weise dreidimensionale Information über die chemische Zusammensetzung eines Materials gewonnen werden - mit einer Tiefenauflösung bis zu wenigen Nanometern und einer lateralen Auflösung von ca. 100 nm. Die Anwendungen dieser Technik sind vielfältig und reichen von Fragestellungen in der Halbleiter- und Oberflächentechnologie bis hin zur Untersuchung von biologischen Materialien. Typische Aufgaben sind die Analyse von dünnsten Oberflächenfilmen oder von Eindringtiefen von Verunreinigungen in Materialien für physikalische Hochtechnologien.

Die Beschaffung erfolgte aus Mitteln nach dem Hochschulbau-Förderungsgesetz und wird von der Hochschulleitung als Infrastrukturmaßnahme zur Förderung der Materialwissenschaften an der Universität Gießen betrachtet. Dank dieser Maßnahme steht nun auch den Studierenden des Studiengangs Materialwissenschaften im Rahmen ihrer Ausbildung eine weitere Höchstleistungsmethode zur Verfügung.

Die ersten Projekte, die mit dem neuen Gerät durchgeführt werden sollen, befassen sich mit Fragen der Grenzflächenchemie in Lithiumhochleistungsbatterien, in Hochtemperatur-Brennstoffzellen und nanostrukturierten keramischen Materialien. Gemeinsam mit Prof. Dr. Bernhard Spengler (Analytische Chemie), der ein Experte für Massenspektrometrie ist, sollen aber auch neue Projekte im Bereich der Bioanalytik begonnen werden.

Quelle: idw / Universität Gießen