A) >> Mikro- ja nanometrien kokoalueella voidaan käyttää erilaisia elektronimikroskopian tekniikoita kiinteiden aineiden monipuolisimpien fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien testaamiseen. Tavoitteenamme on luoda laboratorio, joka tarjoaa maailmanluokan palvelua lähes koko kirjon erilaisia elektronimikroskooppisia tekniikoita. Tätä varten tehtävämme on i) määritellä välineiden tarpeet, ii) luoda tarvittavat edellytykset niiden asentamiselle, iii) asentaa välineet, vahvistaa laboratorion toimintajärjestys, iv) tehdä tieteellinen ja tutkimus- ja kehityspotentiaali, jota laboratorio edustaa laajalti tunnetuksi, mikä luo välineiden käyttäjät, ja v) ammatillisen tarjonnan jatkuva koulutus. Seuraavassa kuvataan i) ja ii) tehtävät, jotka ovat keskeisiä koko hankkeen onnistumisen kannalta. >> Laboratorion kaksi peruslaitetta ovat skannauslähetys ja ”skannaus” elektronimikroskooppi (S/TEM ja SEM), johon liittyy tarvittavat näytteenvalmistuslaitteet (ultramicrotomian ja ionisäteen ohentamislaitteet). >> Skannauselektronimikroskooppi (S/TEM) avaa uusia näkökulmia kansallisella tasolla materiaalitestausta edellyttävään tutkimukseen. Laitteen etu muihin menetelmiin nähden on se, että se tarjoaa sekä visuaalista, rakenteellista (diffraktio) että kemiallista tietoa testiaineesta mikrometristä atomiresoluutioon. Uutta S/TEM:tä voidaan käyttää kiihdyttimen jännitteellä 80–200 kV, joten sitä voidaan käyttää joustavasti eri aloilla (kun taas kiihdyttimen jännite on 80–120 kV materiaalitieteellisissä tehtävissä, 80–120 kV biologisissa testeissä). Viime vuosikymmenen kehityksen ansiosta ”keskiluokkaa” edustavat välineet ovat nyt sekamuotoisia: perinteisen transmissiivisen tilan lisäksi niitä voidaan käyttää skannaustilassa keskittyneen säteen liikkeen perusteella. Kentän päästölähteellä varustetun S/TEM:n elektronisäde on halkaisijaltaan 0,3 nm, joten laite soveltuu analysoitavaksi skannaustilassa, jossa on alinometriresoluutio. Viime vuosien kehityksen tulos on mikroskooppikolonniin rakennettu neliyksikköinen ilmaisin, joka havaitsee näytteen aiheuttamat röntgenkuvat, joiden herkkyys on suurempi kuin aiemmin, ja mahdollistaa siten kevyiden elementtien (C, N, O) ja nopeiden akkujen kartoituksen kvantitatiivisen analyysin. Suunniteltu konfiguraatio mahdollistaa myös 3D-tomografian morfologisen ja koostumusanalyysin nanometrin alueella. Uusi S/TEM lisää merkittävästi Pannonian yliopiston (ja muiden laboratorioiden palveluja käyttävien yliopistojen ja tutkimuslaitosten) mahdollisuuksia hakea perustutkimusta ja osallistua Euroopan laajojen laboratorioiden pääsyä koskeviin tarjouskilpailuihin. >> Toinen laboratorion perusväline, pyyhkäisyelektronimikroskooppi (SEM), joka on varustettu alueellisella päästöelektronilähteellä, korvaa PE Materials Engineering Instituten vanhan välineen, jonka komponenttitoimitus- ja palvelutuki on käytännöllisesti katsoen lakannut. Uusi SEM pystyy tutkimaan minkä tahansa näytteen pinnan morfologisen ja koostumuksen, jonka erotuskyky on nanometriä, ei ainoastaan suuressa tyhjiössä vaan myös ympäristöolosuhteissa (esim. kun kyseessä ovat biologiset näytteet kotoperäisessä, hydratoidussa tilassa). Mikroskoopissa on röntgenmikroanalysaattori, jolla määritetään mikro-asteiden alkuainekoostumus. Mikroskooppi sisältää myös uudelleenjaetun elektrondiffraktioilmaisimen, jonka avulla kiteisten faasien tunnistamisen lisäksi voidaan kartoittaa kiteiden suunta, materiaalin kudos. Sovelletun kokoonpanon avulla saamme ainutlaatuisen täydellisen analyyttisen järjestelmän, jota voidaan käyttää teollisten materiaalien testauksessa, koska se sopii metallien, keramiikan, lääkkeiden ja elektronisten komponenttien koostumuksen, hiukkaskoon ja suuntautumisen määrittämiseen. >> Erittäin ohut (< 0,1 µm) näytteet soveltuvat TEM-testaukseen, joten näytteenvalmistuslaitteet ovat tärkeä osa laboratoriota. ”Pehmeiden” materiaalien (solut, kudokset, hartsiin upotetut nanohiukkaset), ultramikrotomia- ja ”kovat” näytteet (keramiikka, puolijohteet, metallit, katalyytit, mineraalit) valmistavat ionisäteen ohuempi. Koska aiomme käyttää S/TEM-laboratoriota mahdollisimman monipuolisesti, on asianmukaista ostaa molemmat näytteenvalmistuslaitteet. Ultramikrotomi on myös kryokammio, näytteenpidin jäähdytetty ionisäde ohuempi nestemäinen typpi, joka mahdollistaa valmistelun valmisteet, jotka soveltuvat elektronimikroskooppiseen tutkimukseen pakastetuista kiinteistä biologisista näytteistä (ultramictrotomum) ja materiaaleista, jotka ovat herkkiä ionisäteen harvennukselle (ionisäteen ohuempi). Myöhemmin laboratoriota voidaan laajentaa uusimmalla näytteenvalmistuslaitteella, keskittyneellä ionisäteen harvennuslaitteella (FIB). >> Suunnitellut instrumentit
