Natuurkundige Daniël Geelen (Universiteit Leiden) heeft een nieuwe microscoop ontwikkeld die gebruik maakt van laagenergetische elektronen. Die zijn minder schadelijk voor biologische en organische materialen. Geelen verdedigde zijn Ph.D. proefschrift op 31 mei.

Elektronenmicroscopen bieden wetenschappers inzicht in een wereld die ontoegankelijk is voor 'gewone' microscopen op basis van licht. Elektronen leggen meer details bloot dan lichtdeeltjes vanwege hun kleinere golflengte. Een transmissie-elektronenmicroscoop (TEM) detecteert elektronen die door een materiaal vliegen. Met behulp van deze techniek, wetenschappers zagen bijvoorbeeld voor het eerst een virus. TEM vormde zelfs de basis voor twee Nobelprijzen, in 1986 en 2017. Ph.D. student Daniël Geelen heeft nu een nieuw type ontwikkeld.

Het traditionele type TEM gebruikt elektronen met hoge energie, die gemakkelijk door een monster vliegen en daardoor contrastrijke beelden produceren. Maar zulke elektronen richten ook veel schade aan, wat een probleem vormt bij het bestuderen van delicate biomaterialen. In theorie, minder schadelijke laagenergetische elektronen zouden ook door een monster vliegen, omdat ze maar weinig energie op het materiaal kunnen overbrengen. Daniël Geelen bestudeerde deze optie tijdens zijn Ph.D. met Sense Jan van der Molen en Ruud Tromp. Hij ontwikkelde het idee tot een prototype elektronenVolt Transmissie Elektronen Microscoop (eV-TEM).

Naast biologische materialen zoals DNA, je kunt eV-TEM ook gebruiken om platte materialen van één atoom dik te bestuderen, bijvoorbeeld lagen grafeen of goud. De nieuwe microscoop levert niet alleen nauwkeurige beelden, maar in combinatie met een reflecterende elektronenmicroscoop onthult het ook elektronische eigenschappen. Met zijn proefschrift Geelen is gestart met de ontwikkeling van een nieuwe tak in de elektronenmicroscopie.