TU BRAUNSCHWEIG

Neubau

Einem sehr intensiven Planungsjahr 2014 folgte die praktische Umsetzung des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA). Als erstes sichtbares Zeichen wurde am 13. Januar 2015 das LENA-Bauschild am Langen Kamp 6 errichtet. Am 18. April 2016 war Grundsteinlegung. Am 22. August 2016 fand das Richtfest statt.

Auf dieser Seite sehen Sie eine Bildergalerie, die den Fortschritt des LENA-Neubaus dokumentiert, beginnend mit dem aktuellen Zustand.

 

2016-05-19

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2016-01-28 2016-01-28

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2015-10-07

 

Großgeräte

 Diese Bildergalerie dokumentiert den Fortschritt des LENA-Großgeräteparks.

 

LENA wird über eine einzigartige Ausstattung hochwertiger Geräte für hochauflösende Bildgebung, orts- und zeitaufgelöste Spektroskopie, Oberflächen-Manipulation und Analytik sowie Instrumente zur Charakterisierung von Partikeleigenschaften verfügen. In neue nanoanalytische Großgeräte werden über 10 Milliionen € investiert. Folgende Geräte sind geplant:

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Orts- und zeitaufgelöste Kathodolumineszenz (nanoCL)

Hauptkomponenten:

  • Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop Quattro S von FEI
  • Kathodolumineszenzsystem SPARC von Delmic
  • Streakkamera StreakScope S-20 von Hamamatsu

Mit dem neuen Kathodolumineszenzaufbau können Nanostrukturen sowohl mit hoher Ortsauflösung (Δx<50 nm), als auch mit hoher Zeitauflösung (Δt<100 ps) untersucht werden.
Die Kathodolumineszenz basiert auf der Erzeugung von Elektron-Loch-Paaren infolge von Anregung mit einem Elektronenstrahl. Die Zeitauflösung im sub-Nanosekunden-Bereich wird durch Verwendung eines gepulsten Elektronenstrahls erreicht. Die Rekombinationkinetik der Elektron-Loch-Paare erzeugt Photonen, die mit dem Detektor der Streakkamera zeitlich erfasst werden können. Aus den so erhaltenen Emissionspektren können u.a. Informationen über die Materialzusammensetzung, die elektrische Struktur und Defekte ermittelt werden.
Im Messsystem wird ein Rasterelektronenmikroskop Quattro S der Firma FEI verwendet. Als Kathode wird eine Schottky-Feldemissionskathode zur Erzeugung des Elektronenstrahls verwendet, wodurch ein Auflösungsvermögen von unter 50 nm erreicht wird. Durch Ablenken des Elektronenstrahls werden Elektronenpulse innerhalb eines Zeitbereichs von ca. 100 ps erzeugt. Durch zukünftige Projekte soll dieser Bereich auf unter 10 ps gesenkt werden.

Das emittierte Licht wird durch das SPARC-System der Firma Delmic detektiert. Dabei können sowohl pan-, als auch monochromatische Spektren in einem Wellenlängenbereich von 200 nm (mittlerer UV-Bereich) bis 1000 nm (Infrarotbereich) aufgenommen werden.

Zeitlich aufgelöste Signale werden mit der Streakkamera StreakScope S-20 von Hamamatsu detektiert. Einfallende Photonen treffen hierbei auf eine Photokathode und lösen dort Elektronen heraus. Diese Elektronen werden in einem zeitabhängigen elektrischen Feld abgelenkt und treffen anschließend auf einen Detektor.
Das Messsystem ist mit einem Kryostaten ausgestattet, um die Probentemperatur auf bis zu 4 K herabsetzen zu können.


Voraussichtliche Lieferung des Systems: Oktober 2018

Ansprechpartner:
Jörgen Jungclaus, M.Sc.
joergen.jungclaus@tu-braunschweig.de
Tel.: +49 (0) 531 391-3813

 

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Ortsaufgelöste Röntgenphotoelektronenspektroskopie (µXPS)

Zu gegebener Zeit erfahren Sie an dieser Stelle mehr.

 

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Plasma Profiling TOFMS

Time-of-Flight Massenspektrometer mit Plasma-Sputtern für die Tiefenprofilanalyse (PP-TOFMS) von Horiba

Das Gerät ist ein universelles Tiefenprofilwerkzeug und ermöglicht präzise TOF-Massenspektrometrie-Messungen mit hohem Durchsatz an Dünnschichtstrukturen. Dazu gehört die präzise Bestimmung der Materialienzusammensetzung mit einer hohen Tiefenauflösung im nm-Bereich. Die Tiefenprofilierung wird erreicht, indem durch Plasmaätzen an der Oberfläche der Probe ein Krater gebildet wird und dann senkrecht Schicht für Schicht geätzt und die gebildeten Ionen mittels TOFMS analysiert werden. Die dafür erforderliche hohe Sputterrate wird durch die hohe Ionendichte des Glimmentladungsplasmas realisiert. Das Gerät gewährleistet TOF-Massenspektrometrie-Messungen an anorganischen Materialien.

Anwendungsbeispiele sind die Analyse von Dotierungen in Halbleitern (Einbauverhalten der Dotierstoffe, Diffusion), die Detektion und Identifizierung von Oberflächenkontaminationen. Das Gerät hat eine hohe Verfügbarkeit, da es eines der zentralen Großgeräte im neuen Forschungszentrum LENA ist, das von mehreren Gruppen aus der Physik, Elektrotechnik und Chemie parallel verwendet werden wird.

Voraussichtliche Lieferung: September 2018

Kontakt:

Apl. Prof. Dr. A. Bakin
Institut für Halbleitertechnik
Technische Universität Braunschweig
 
+49 (0)531/ 391-3779
A.Bakin@tu-braunschweig.de

 

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Hochauflösendes Transmissions-Elektronenmikroskop (HR-TEM)

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3D-Micro-Particle-Image-Velocimetry (µPIV)

„stereo-Micro PIV FlowMaster System“ LaVision

Hauptkomponenten:

  • Mikroskopsystem ZeissV20 Stereo Mikroskop,
  • Imager sCMOS Kamerasystem (50Hz)
  • PIV Lasersystem (Nd:YAG Laser 25 Hz, PIV Modus)

Die Messmethode micro PIV (Particle Image Velocimetry) beruht auf zwei Bildern, die in kurzem zeitlichen Abstand (~500 ns) von einem Mikro- oder Nanosystem, mit partikelbeladener Flüssigkeit beladen, aufgenommen wurden. Aus dem Unterschied der Partikelpositionen auf beiden Bildern wird ein Vektor für die Geschwindigkeit jedes verfolgbaren Partikels erstellt. Aus diesen Vektoren wird das Strömungsprofil in einer Mikro- oder Nanostruktur erstellt. Dies wird unter anderem dazu eingesetzt, um Simulationen des Strömungsfelds zu überprüfen bzw. in komplizierten Systemen zu ersetzen. Das stereo PIV benötigt zwei Kameras, um ähnlich dem menschlichen Auge, ein 3D Strömungsfeld der Partikelgeschwindigkeiten zu erstellen. 

Es handelt sich bei dem Gerät um ein stereoskopisches µPIV, das mit zwei Kameras eine 3D Berechnung des Strömungsprofils erlaubt. Das stereoskopische Messsystem „stereo-Micro PIV FlowMaster System“ besteht aus einem Zeiss V20 apochromatischen Stereomikroskop mit binokularem Fototubus, der für die Aufnahme zweier Kameras optimiert wurde, einer Laserquelle, sowie Halterungen für Proben und Mikroskop, die auf einem optischen Tisch montiert sind.  Als PIV Beleuchtung kommt ein Nd:YAG Doppelpulslaser (Typ Nitron-Bernoulli) zum Einsatz. Die Software beinhaltet die Ansteuerung für High-Speed Kameras sowie die Messroutine und Auswertung für 2D PIV, 3D Stereo PIV, 3D Strain Software und LIF (Laser Induced Flourescence) Module.

Vorraussichtliche Lieferung: Mitte März 2017

 Vorläufiger Aufstellort bis zum Bezug des LENA-Forschungsbaus:

Institut für Mikrotechnik
Alte Salzdahlumer Straße 203
Raum 023
38124 Braunschweig

Ansprechpartner:

M.Sc. Jonathan Kottmeier
E-Mail: j.kottmeier@tu-braunschweig.de
Telefon: +49 (0) 531 391-9784

 

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Magnetic Property Measurement System (MPMS)

Magnetic Property Measurement System MPMS-3 von Quantum Design

Das MPMS-3 der Fa. Quantum Design ist ein SQUID-Magnetometer, das die hochempfindliche Messung des magnetischen Momentes fester und flüssiger Proben im Temperaturbereich von 1,8 K bis 400 K in Magnetfeldern bis zu 7 T gestattet. Das Gerät ist mit einem Closed-Cycle Kryostaten ausgestattet und erlaubt die Messung im dc-Extraktions- sowie im Vibrating Sample-Mode (VSM). Letzterer gestattet die Messung von magnetischen Momenten < 10-8 emu im Feldbereich unter 250 mT. Komplette Hystereseschleifen können – abhängig von der Größe des magnetischen Momentes – in weniger als 1 h aufgenommen werden.

Das System erlaubt die Charakterisierung von verdünnten Proben magnetischer Nanopartikel (sowohl als Suspension, d.h. im flüssigen Zustand, als auch im gefriergetrockneten Zustand) als auch von verschiedensten Dünnschichtproben mit Schichtdicken bis hinunter zu 1 nm bei einer Schichtfläche von 5x5 mm2 und einer Magnetisierung von m0H = 500 mT. Das Messsystem gestattet neben der Untersuchung von Proben mit kleinsten magnetischen Momenten auch die Untersuchung von Materialien mit großen Volumina und sehr großen magnetischen Momenten. Für Messungen sehr kleiner magnetischer Momente soll das MPMS-3 perspektivisch mit der Option, Messungen in sehr kleinen Hintergrundfeldern durchzuführen, erweitert werden. Des Weiteren soll es mit der AC-Suszeptibilitätsoption ausgestattet werden.

Voraussichtliche Lieferung: Mitte Juli 2018

Ansprechpartner:

PD Dr. Frank Ludwig
f.ludwig@tu-braunschweig.de
+49 (0) 531 391-3863

 

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Inverses STED (Stimulated Emission Depletion) Mikroskop von Abberior Instruments

Zu Mit dem inversen STED (Stimulated Emission Depletion) Mikroskop von Abberior Instruments können superaufgelöste Fluoreszenzbilder mit einer Auflösung von 30nm oder besser (je nach Probe) aufgenommen werden.

Die Abrege-Wellenlänge liegt fix bei 775nm (Hochleistungslaser mit >2700mW @ 40MHz), für die Anregung stehen Laserlinien bei 561nm und 640nm zur Verfügung. Geeignete Fluoreszenzfarbstoffe sind z.B. Atto647N, Abberior Star RED, Abberior STAR580 (für 2-color-imaging) sowie fluoreszierende Proteine wie mCherry. Eine Alternative für Lebendzellexperimente bieten Labeling-Methoden mit SNAP- oder Halo-Tags. 

Des Weiteren stehen eine Zweikanaldetektionseinheit, eine FLIM-Einheit, ein spektrales Detektionsmodul sowie verschiedene Verfahren zur Minimierung von Photobleichen und -toxizität zur Verfügung (RESCue, DyMN und MINFIELD).
Voraussichtliche Installation: August 2018 in LENA

Ansprechpartner:
Dr. Birka Lalkens, BRICS, Rebenring 56; b.lalkens@tu-bs.de.

 

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Orts- und zeitaufgelöste optische Spektroskopie (OZOS)

Hauptkomponenten:

  • Regenerativ verstärktes Ti:Saphir-Lasersystem (Coherent Astrella), Pulsdauer 35fs, Rep.-Rate 5kHz bzw. 80MHz, mit nichtlinearen Konvertern (Spektralbereich 200nm – 2,5µm)
  • Streak-Kamera-Detektor (Hamamatsu C10910) mit Spektrometer, Zeitauflösung bis zu 1ps
  • Kryostat (Oxford CF-V2), Temperaturbereich 3,5 – 500K

Dieser Messplatz für zeitaufgelöste optische Femtosekunden-Spektroskopie ermöglicht temperatur- und leistungsabhängige Messungen der optischen Eigenschaften und Ladungsträgerdynamiken in Nanostrukturen auf verschiedenen Zeitskalen (ps-ms) mit hoher Ortsauflösung.

Zur Anregung wird ein Ti:Saphir-Femtosekunden-Lasersystem mit nichtlinearen Konvertern für Wellenlängen zwischen 200nm und 2,5µm genutzt. Die Detektion der Photolumineszenz erfolgt per Streak-Kamera, der ein Spektrometer vorgeschaltet ist. Mit diesem System lässt sich der Spektralbereich zwischen 200 und 900nm mit einer Zeitauflösung von bis zu 1ps abdecken. Die Probenhalterung in einem Helium-Durchflusskryostaten erlaubt Messungen in Reflexions-, Transmissions- und Konfokalgeometrie bei Temperaturen zwischen 3,5K und 500K. Außerdem steht eine Verzögerungsstrecke für Pump-Probe-Messungen zur Verfügung.

Aufstellort im LENA:
Raum 037

Ansprechpartner:
Philipp Henning, M.Sc.
E-Mail: p.henning@tu-braunschweig.de
Tel.: +49 (0) 531 391-8502

 

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THz Mikroskopie (THz-M)

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3D Rasterkraft Mikroskop (3D-AFM)

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Rasterelektronenmikroskop mit fokussiertem Inonenstrahl (FIB-SEM)

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  aktualisiert am 13.08.2018
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