Nieuwe karakteriseringsmethoden ontwikkeld om lichte elementen te identificeren

In onderzoek dat vandaag is gepubliceerd in Nano-lettershebben natuurkundigen een onverwachte boost gegeven voor onderzoekers met een nieuwe techniek voor 3D-elementanalyse op nanoschaal voor ion-elektronenmicroscoopsystemen waarmee de wetenschappelijke gemeenschap hun werk naar een hoger niveau kan tillen, met name op het gebied van energieopslag en duurzaamheid

Wetenschappers van het toonaangevende wetenschappelijke instrumentatiebedrijf Thermo Fisher Scientific werkten samen met het ARC Centre of Excellence for Transformative Meta-Optical Systems (TMOS) om een ​​apparaat te creëren dat achteraf kan worden ingebouwd in bestaande gerichte ionenbundelsystemen (FIBS). Dit apparaat herontdekt hoe de FIB wordt gebruikt – het verplaatst het verder dan een hulpmiddel voor sputteren naar een motor voor elementaire karakterisering, het verzamelen en analyseren van de fotonen die tijdens het sputterproces worden uitgezonden.

Deze nieuwe methode biedt een aantal verbeteringen ten opzichte van andere karakteriseringsmethoden. Het biedt met name een resolutie van 15 nanometer, een aanzienlijke verbetering ten opzichte van de resolutie van 1 micron van de op elektronen gebaseerde EDX-techniek. Bovendien kan het moeilijk te karakteriseren elementen zoals waterstof en lithium detecteren.

Hoofdauteur en Senior Scientist bij Thermo Fisher Scientific Garrett Budnik zegt: “De karakterisering van lichte elementen is altijd een uitdaging geweest. Dit nieuwe apparaat vult wat voorheen een hiaat in de technologie was, en maakte de weg vrij voor verdere wetenschappelijke vooruitgang.

“Als dat gebeurt en onderzoekers hun problemen kunnen onderzoeken met nieuwe technieken, worden er nieuwe ontdekkingen gedaan.”

Postdoctoraal onderzoeker en co-auteur John Scott van de University of Technology Sydney (UTS), zegt: “Dit onderzoek was erop gericht andere onderzoekers in staat te stellen problemen op een efficiënte manier op te lossen. Het integreren van elementanalyse als onderdeel van het sputterproces optimaliseert de karakteriseringsworkflow, het creëren van een betere ervaring voor alle betrokkenen. We hebben deze nieuwe techniek ontwikkeld zodat anderen nieuwe technologieën op verschillende gebieden kunnen ontwikkelen.”

Budnik is de derde Thermo Fisher Scientific-medewerker die samenwerkt met de universiteit in een brancherelevant doctoraat, waarbij hij werkt aan projecten die zijn ontworpen door Thermo Fisher Scientific op basis van hun diepgaande kennis van hiaten in de commerciële markt en toonaangevende technologieontwikkeling.

Milos Toth, hoofdonderzoeker van TMOS, die als onderzoekswetenschapper bij Thermo Fisher Scientific werkte voordat hij als professor bij UTS aan de slag ging, zegt: “Gedeeld onderzoek tussen de industrie en de academische wereld is succesvol omdat het resulteert in commercieel gedreven onderzoek. investeren hun energie in onderzoek dat weinig aantrekkelijk is voor de markt. De industrie kan rigoureus geteste technologie ontwikkelen zonder de fundamentele wetenschap erachter volledig te begrijpen. Samen kunnen ze een belangrijke bijdrage leveren aan de samenleving.”

Scott zegt: “Dit onderzoek was alleen mogelijk omdat we toegang hadden tot de technici van Thermo Fisher. Onze FIB is sowieso waarschijnlijk de meest gemodificeerde microscoop en dat is omdat we de mensen konden aanboren die hem hebben ontworpen, mensen die ons konden helpen hem uit elkaar te halen en zet het weer in elkaar.”

Budnik bespreekt de toekomst van hun onderzoek en zegt: “We hebben dit detectiesysteem tot zijn klassieke limiet geduwd. Het is geoptimaliseerd tot het punt waarop de enige plaats om vervolgens heen te gaan het gebruik van meta-oppervlakken is. Dat is de natuurlijke volgende stap.”