Das Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) Labor ist eine moderne Einrichtung am GFZ Potsdam, ausgestattet mit einem Transmissionselektronenmikroskop vom Typ FEI Tecnai F20X-Twin und einer Focused Ion Beam (FIB) Anlage für die Probenpräparation. Das TEM-Labor erlaubt die Untersuchung von Kristallstrukturen, Mikrostrukturen und die chemische Zusammensetzung von Festkörpern bis zu nahezu atomarer Auflösung.

Ausstattung des TEM Labors:

• FEI Tecnai G2 F20 X-Twin (200kV)
• FEG Elektronenquelle
• HAADF Detektor
• Gatan Tridiem (EELS, EFTEM)
• EDAX Analysesystem

TEM Probenhalter:

• Gatan Doppel-Kipp Halter
• Tomographie Einfach-Kipp Halter
• „Low background“ Doppel-Kipp Halter
• Einfach-Kipp-Dreh Halter
• Gatan Doppel-Kipp Halter (flüssig Stickstoff gekühlt)
• Gatan Heiz-Einfach-Kipp Halter
• Protochips Poseidon 300: 3-Port in-situ Flüssigkeitsdurchfluss-System, Option Flüssigkeitsheizung (für Flüssigphasen-(Raster-)Transmissionselektronenmikroskopie (LP-(S)TEM))

• Lightning Arctic system

Die Flüssigphasen-(Raster)-Transmissionselektronenmikroskopie (LP-(S)TEM) ermöglicht in-situ-Beobachtungen des dynamischen Verhaltens von Materialien in Flüssigkeiten mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung. Bei der LP-(S)TEM wird die Flüssigkeitszelle an der Spitze eines speziellen TEM-Probenhalters befestigt, wobei sich die Probe und das Lösungsmittel zwischen zwei elektronendurchlässigen Fenstern befinden. Eine optimale räumliche Auflösung wird durch die Minimierung der Flüssigkeitsdicke um die Probe herum erreicht, was durch die Wahl geeigneter Flüssigkeitszellen-Abstandshalter möglich ist. In einer Flüssigkeitszelle wird die Probe mit dem (S)TEM in ihrem ursprünglichen Zustand analysiert, so dass die fest/flüssig-Grenzfläche erhalten bleibt. Dennoch führt die Bestrahlung mit Elektronenstrahlen in der flüssigen Phase zu verschiedenen Artefakten, die berücksichtigt werden müssen, z. B. Änderungen des pH-Werts, der Temperatur und der chemischen Zusammensetzung (Radiolyseprozesse finden in Gegenwart von Wasser statt). Bisher wurde die In-situ-Technik ausgiebig genutzt, um die Entstehungsprozesse von anorganischen Nanostrukturen und biologischen Materialien sichtbar zu machen. Das GeoForschungsZentrum (GFZ) verfügt über eine eigene LP-(S)TEM-Anlage (Modell Protochips Poseidon), die einzige in Deutschland in einer geowissenschaftlichen Forschungseinheit.

LP-(S)TEM Probenhalter:

• Protochips Poseidon 300: 3-Port in-situ Flüssigkeitsdurchfluss-System, Option Flüssigkeitsheizung