Met een nieuwe "nano-scalpel" kunnen wetenschappers van DESY monsters of materialen bereiden met nanometerprecisie terwijl ze het proces volgen met een scanning-elektronenmicroscoop. De geconcentreerde ionenstraal, of FIB, microscoop die nu in gebruik is genomen, maakt ook een gedetailleerd beeld van de innerlijke structuur van materialen mogelijk. Het apparaat is gekocht door de Universiteit van Bayreuth, als onderdeel van een gezamenlijk onderzoeksproject op de DESY-campus, gefinancierd door het federale ministerie van Onderzoek. De FIB zal samen met de Universiteit van Bayreuth worden geëxploiteerd in het DESY NanoLab.

"De microscoop kan niet alleen microscopisch kleine defecten onderzoeken, scheuren of puntachtige corrosieplekken onder de oppervlakken van materialen, maar ook om het oppervlak van monsters met extreem hoge precisie te bewerken, op nanometerschaal, " legt Maxim Bykov uit, projectwetenschapper van de Universiteit van Bayreuth. Een nanometer is een miljoenste van een millimeter. De ionenstraal kan worden gebruikt om materiaal te verwijderen alsof het een microscopische freesmachine is; als resultaat, de gecombineerde ionenbundel- en elektronenmicroscoop is met name interessant voor een breed scala aan toepassingen in de nanotechnologie, materiaalkunde en biologie.

"Naast het onderzoeken van de structuur van materialen, het vermogen van de ionenstraal om materiaal te verwijderen leidt ook tot een breed scala aan verschillende toepassingen, ", zegt Natalia Dubrovinskaia, professor aan de Universiteit van Bayreuth en verantwoordelijk voor het gezamenlijke onderzoeksproject (nr. 05K13WC3). Een voorbeeld is de voorbereiding van kleine diamanten aambeelden, die worden gebruikt om monsters vast te houden tijdens experimenten met ultrahoge druk. De diamanten die hiervoor worden gebruikt zijn zo klein dat er geen andere manier is om ze voor te bereiden. De ionenbundelmicroscoop maakt het mogelijk om met nanometerprecisie zogenaamde double-staged diamond aambeeldcellen te maken. De experimenten met ultrahoge druk worden uitgevoerd bij DESY's Extreme Conditions Beamline (ECB) P02.2, onder leiding van DESY-wetenschapper Hanns-Peter Liermann.

In aanvulling, het apparaat stelt onderzoekers in staat om de chemische samenstelling van monsters te onderzoeken door fluorescentiestraling te meten. "Samen met de ingebouwde freesmachine, we kunnen niet alleen de driedimensionale structuur bepalen, maar ook de verdeling van de elementen onder het oppervlak door afwisselend materiaal te verwijderen en een chemische analyse uit te voeren, net als in 3D-tomografie, ", voegt Thomas Keller toe, hoofd van de subdivisie microscopie en nanostructurering bij het DESY NanoLab.