Vorteile unserer Mikroskopiepalette
Goodfellow ist auf die Bereitstellung einer breiten Palette an hochreinen Materialien für wissenschaftliche und technische Anwendungszwecke spezialisiert. Beispiele hierfür sind:
Elektronenmikroskopie (REM, TEM) - hochreine Metalle, Keramik- und moderne Verbundwerkstoffe für die Probenpräparation, Objektträger und zur Kalibrierung
Konfokalmikroskopie - spezialisierte Substrate und Beschichtungen, die für bestimmte Fluorophore optimiert sind und in der Fluoreszenzmikroskopie eine höhere Bildqualität liefern
Rasterkraftmikroskopie (AFM) - Materialien mit genau definierten Oberflächenstrukturen und -eigenschaften zur Kalibrierung und Charakterisierung von AFM-Spitzen
Unsere Werkstoffe ermöglichen auch eine höhere Bildauflösung: Hochreine Materialien weisen keine oder nur minimale Verunreinigungen auf, was für schärfere Bilder sorgt.




Unterstützung von Forschung und Industrie
Mikroskope haben wesentlich dazu beigetragen, unsere Kenntnisse über die Eigenschaften von Materialien und Lebewesen zu mehren.
Viele Fortschritte in der Krebsforschung, Stammzellforschung, Zellbiologie, Neurowissenschaft, Optogenetik oder Nanoelektronik wären ohne sie unmöglich.
Darüber hinaus werden neue Technologien wie Deep Learning, das Internet der Dinge, hochauflösende Anzeigen und die EUV-Lithografie (EUVL) den Bedarf an Mikroskopiewerkstoffen weiter ankurbeln.
Unsere Materialien unterstützen verschiedene Mikroskopieverfahren, darunter die Licht-, Rasterelektronen- und Transmissionselektronenmikroskopie. Sie sind unerlässlich bei der Untersuchung der Struktur und Zusammensetzung von Stoffen und Verbindungen. Darüber hinaus ermöglichen sie auch die Materialcharakterisierung und Qualitätskontrolle.
Ihr Wegweiser durch die Nanotechnologie
Die Nanotechnologie ist ein multidisziplinäres Fachgebiet, das Physik, Biologie, Chemie, Materialwissenschaft und Technik miteinander verbindet und sich damit befasst, Strukturen oder Prozesse auf molekularer bzw. atomarer Ebene zu charakterisieren.
Lichtmikroskope bieten in diesem Dimensionsbereich keine ausreichende Auflösung, sodass hierfür leistungsfähigere Instrumente wie Elektronen- und Ionenstrahlmikroskope (FIB) zum Einsatz kommen.
In der regenerativen Medizin werden u. a. Stammzellen und andere Gewebe zum Zwecke des Tissue Engineering untersucht. In der Optogenetik wird mithilfe hochauflösender Mikroskope untersucht, welche Wirkung Licht auf einzelne Neuronen hat.




Partner für die Halbleiterindustrie
Eine zunehmend vernetzte Welt und das Internet der Dinge (IoT) haben die Nachfrage nach integrierten Schaltungen, Sensoren, Mikrocontrollern, Speicherchips und anderen Elektronikkomponenten sprunghaft ansteigen lassen.
Die hochauflösende Mikroskopie ermöglicht die Begutachtung von Gate-Strukturen, optoelektronischen und gehäusten Bauelementen, Nanotransistoren, Quantenpunkten und dgl. auf atomarer Ebene.
Ebenso wichtig ist es, Fehlerquellen zu ermitteln, um die Herstellung dieser Geräte zu verbessern.
Gebündelte Materialexpertise
aterialwissenschaftler nutzen die Mikroskopie in großem Umfang für die chemische und strukturelle Analyse von Legierungen, Polymeren, Keramiken, Bio- und anderen Materialien.
Neuartige und innovative Materialien treiben die Nachfrage nach Mikroskopieanwendungen weiter an.
Goodfellow verfügt über umfassende Materialexpertise, die den komplexen Anforderungen der Mikroskopie gerecht wird.
So ist Wolfram zum Beispiel ist ein relativ träges Metall, das gegen Säuren, Laugen und Sauerstoff beständig ist. Es weist den höchsten Schmelzpunkt aller Metalle auf und ist fast so hart wie Diamant. Schon wenige Verunreinigungen können allerdings dazu führen, dass das Metall spröde wird und beim Formen bricht.




Werkzeuge für die Wissenschaft und Forschung
Aus der Forschung und Entwicklung sind Mikroskope nicht wegzudenken. Viele Fortschritte in der Krebsforschung, Stammzellforschung, Zellbiologie, Neurowissenschaft, Optogenetik oder Nanoelektronik wären ohne sie unmöglich.
Die Mikroskopie umfasst eine Reihe von Verfahren, welche Forschung und Entwicklung vorantreiben. Gleichzeitig wird sie durch Innovationen selbst kontinuierlich besser und leistungsfähiger.


Durchbruch in der Mikroskopie mit Silicium
Problem:
Wissenschaftler der Cornell University, welche die atomare Struktur von Schwefel mithilfe eines Transmissionselektronenmikroskops erforschen wollten, stießen dabei an die Grenzen bildgebender Verfahren. Molybdändisulfid (MoS2) ist eine anorganische Verbindung, die sich aufgrund ihrer Struktur besonders für die Herstellung dünner, flexibler Elektronikbauteile anbietet. Das hohe Energieniveau des Elektronenstrahls führte jedoch zu einer Verlagerung der Schwefelatome.
Lösung:
Mit Werkstoffen von Goodfellow entwickelten die Forscher einen Elektronenmikroskop-Pixelmatrix-Detektor (EMPAD), der auf einer Siliciumplatte von einem halben Millimeter Dicke aufgebaut ist. Damit gelang es, die gesamte Energie der Elektronen im Strahl einzufangen sowie abgelenkte und nicht abgelenkte Elektronen voneinander zu trennen.
Materialien für die Lichtmikroskopie
Ein Lichtmikroskop besteht aus einem optischen System, das ein Okular, ein Objektiv und weitere Linsen umfasst, sowie aus Hardwarekomponenten, die das optische System tragen und es ermöglichen, Einstellungen vorzunehmen:
- Die Linsen werden aus optischem Glas hergestellt. Dieses besteht hauptsächlich aus Siliciumdioxid. Es kann aber auch andere Elemente enthalten, z. B. Bor-, Zink- oder Bleioxid. Mitunter sind die Linsen mit einer Antireflexbeschichtung versehen. Hierfür wird meist Magnesiumfluorid verwendet.
- Das Gehäuse wird mithilfe von Präzisionsmetallbearbeitungsmaschinen aus Stahl, Stahl- oder Zinklegierung gefertigt. Manchmal wird anstelle von Metall auch ein harter Kunststoff verwendet, der preiswerter ist, z. B. Acrylnitril-Butadien-Styrol.
- Spiegel werden in der Regel aus einem widerstandsfähigen Glas wie Pyrex® (mit Aluminiumoxid, Siliciumdioxid und Bordioxid) hergestellt. Für die Mikroskoplampe werden Glas, Wolframfaden sowie Drähte aus Eisen und Nickel benötigt.
- Manchmal ist im Mikroskop auch eine Kamera mit einer Linse aus optischem Glas und einem Metall- oder Kunststoffgehäuse enthalten.




Materialien für die Elektronenmikroskopie
Ein Elektronenmikroskop erzeugt die Vergrößerung eines Präparats mithilfe von Elektronenstrahlen. Die in der Elektronenquelle (Kathode) gebildeten Elektronen werden in einem Strahl gebündelt und geordnet. Aufgrund seiner Ladung wird der Elektronenstrahl daraufhin von der Anode angezogen. Hierfür wird ein Metalldraht oder ein Kristall erhitzt, bis die Elektronen an der Oberfläche genügend Energie haben, um zu entweichen und einen Strahl zu bilden. Für die Elektronenkanone, welche den Elektronenstrahl zur Verfügung stellt, kommen verschiedene Werkstoffe infrage:
- Glüh- oder Haarnadelkathoden aus Wolframlegierung sind preiswert und einfach zu handhaben. Der Wartungsaufwand ist dabei jedoch hoch, da das Filament bei Gebrauch immer dünner wird und schließlich durchbrennt. Die Lebensdauer eines Wolfram-Filaments beträgt nur zwischen 100 und 500 Stunden. Daneben ist die Bildqualität geringer, weil Haarnadelkathoden aufgrund ihrer hohen Betriebstemperatur einen breiteren Strahlengang bei geringerer Helligkeit erzeugen.
- Einkristalline Lanthanhexaborid- oder Ceriumhexaborid-Kathoden (LaB6, CeB6) bestehen aus winzigen Spitzen, die auf einem Träger sitzen. Sie haben eine sehr niedrige Elektronenaustrittsarbeit. Im Rasterelektronenmikroskop führt die so gewonnene Leuchtdichte zu einer besseren Bildauflösung und zu einem im Vergleich zur Wolframkathode besseren Signal-/Rauschverhältnis. Die Lebensdauer ist im Vergleich zur Wolframkathode höher. Allerdings müssen CeB6- oder LaB6-Kristalle mit einem höheren Vakuum betrieben werden und sind dadurch insgesamt teurer.
- Bei der Feldemission werden Elektronen durch Anlegen eines starken elektrischen Feldes aus einer spitzen Kathode extrahiert werden (Elektronenemission durch Quantentunnelung).
Neuigkeiten