Infrastruktur

Univerza v Novi Gorici 

LKO: Das Quantum Optics Laboratory (LKO) hat ein ultraschnelles Titan: Sapphire (Ta: Sa) Lasersystem, ein optischer parametrischer Verstärker und eine Strahllinie für die hohe harmonische Erzeugung in Gas. Mit diesen Geräten im LKO, kann man Femtosekunden-Laserpulse (10-15) im Bereich von Infrarot (2600 nm) bis extremem Ultraviolettlicht (16 nm) erzeugen. Solche pulsen sind in zeitaufgelösten Photoemission Experimenten verwendet, wo wir die elektronischen und strukturellen Eigenschaften von Materialien außerhalb des thermodynamischen Gleichgewichts untersuchen. Dazu verwenden wir zwei experimentelle Kammern: eine ist mit dem klassischen halbkugelförmigen VG-Scienta R3000 Elektronen Analysator ausgestattet, die zweite ist mit dem ARTOF-10K-Spektrometer, wo die Erfassung von Zeit- und Winkelauflösung von elektronischen Spektren ermöglicht ist. Eine klassische Röntgenquelle ist auch mit einer der Kammern verbunden, die in Kombination mit einem elektronischen Analysator für statischen Röntgen-Photoemission Experimenten verwendet werden kann. Die Letzte ermöglicht die physikalische und chemische Analyse von Materialien mit hoher Energieauflösung. Die Ausrüstungsliste ist abrufbar an:

http://www.ung.si/en/research/laboratory-of-quantum-optics/Equipment/

LFOS: Laboratorium für Physik der organischen Materie (LFOS) hat ein System zur Vorbereitung und Charakterisierung von dünnen Schichten, das in einer kontrollierten N2-Atmosphäre in Abwesenheit von Sauerstoff und Wasser stattfindet. Dünnen Schichten werden entweder durch Erhitzen oder durch Elektronenstrahl in einer Hochvakuumkammer abgelagert, oder sie werden aus der Lösung aufgebracht. Die Charakterisierung von dünnen, nicht leitenden, leitfähigen und halbleitenden Schichten ist für die Untersuchung morphologischer und optoelektronischer Eigenschaften vorgesehen. Optoelektronische Eigenschaften werden nach dem Verfahren der Flugzeit-Photoleitfähigkeit untersucht. In diesem Fall, ein 3ns-Pulslaser mit einstellbarem Wellenlängen von 210 nm bis 2300 nm und Temperaturen von 12K bis 300 K ist verwendet. Die resultierenden erzeugten elektrischen Stromimpulse sind mit Messpunkten (4GHz), schnellen Stromverstärkern (2GHz) und digitalem Oszilloskop (2,5GHz) gemessen. Das System ermöglicht auch die Charakterisierung von Dünnschichttransistoren und Solarzellen, weil es mit einem Solarsimulator der AAA-Klasse ausgestattet ist. Das System kann adaptiert sein durch Durchführen von Messungen, während die aktive Schicht im Hochvakuum epitaktisch hergestellt wird. Mehr findet man bei http://www-lfos.ung.si/list-of-equipment

LRM: Materials Research Laboratory (LRM) ist mit einem linearen Elektronenmikroskop auf Basis der Feldemission (FE-SEM) JEOL JSM-7100F ausgestattet. Der breite Energiebereich des Elektronenstrahls (0,1 – 30 keV) ermöglicht man die Beobachtung einer Vielzahl von Proben, von Polymeren zu anorganischen Substanzen. Der elektronische Fluss auf der Probe ist zwischen <1 nA und 300 nA, was die Aufzeichnung von hochauflösenden Bildern (eine Auflösung von 2 nm bei 30 keV) sowie die Verwendung sensibler mikroanalytischer Techniken ermöglicht. Das Mikroskop ist mit einem Sekundärelektronendetektor, einem Streuung Elektronendetektor und einem „through-the-lens“ Detektor mit einem Energiefilter ausgestattet.

Was die analytischen Techniken angeht, das SEM ist mit einem Energiedispersionsspektrometer – EDX (X-MAX80, Oxford Instruments) ausgestattet, das eine hochauflösende spektroskopische Analyse (auflösung von 127 eV bei Mn Kα Linie) zur Charakterisierung der Zusammensetzung der Proben- und um die Elemente abzubilden ermöglicht. In Ergänzung, das SEM ist auch mit dem Kathodolumineszenzdetektor (MonoCl4, Gatan) verbunden, der spektroskopische Messungen und die Abbildung der Emission im sichtbaren Spektrumbereich ermöglicht (300-800 nm), was das Ergebnis der Anregung der Probe durch einen Elektronenstrahl ist. Das Labor ist auch mit Probenvorbereitung Geräten ausgestattet wie einer Diamantsäge, einer Poliervorrichtung, einem Ätz- und Staubsystem (PECS, Gatan) und einem Ionenstrahlpolierer mit Ar-Strahlen. Mehr bei http://www.ung.si/sl/raziskave/laboratorij-za-raziskave-materialov/oprema/

Nacionalni center za NMR spektroskopijo visoke ločljivosti

Eine Liste der Geräte finden Sie unter http://www.slonmr.si/sub_sites/instruments.php.

Im Rahmen des NMR-Zentrums betreibt das KI fünf Spektrometer, deren Qualität auf höchsten wissenschaftlichen Niveau ist, was für qualitativ hochwertige Forschung und Publikationen auf internationaler Ebene entscheidend ist. Die 800 und 600 MHz NMR-Spektrometer, welche mit einer Kältesonde der neuesten Technologie kombiniert sind, verhelfen zu äußerst hoher Auflösung und Empfindlichkeit. Dies ermöglicht die Untersuchung der dreidimensionalen Struktur und Dynamik komplexer und hochmolekularer Systeme, wie beispielsweise Lösung befindliche Proteine, Nukleinsäuren und Polymere. Aufgrund ihrer höheren Empfindlichkeit sind auch Messungen von Proben mit kleineren Molekülen, mit geringerer Konzentration sowie instabilen Molekülen möglich. Ein weiteres 600 MHz NMR Instrument wird verwendet um verschiedene feste Proben von neuen Wirkstoffen, sowie verschiedenen Materialien, anorganischer und organischer Herkunft, zu untersuchen. Die zwei 300 MHz sind wichtig für die Überwachung der Synthese und der Analytik in der Pharma-, Chemie-, und Lebensmittelindustrie sowie anderen Industriezweigen.

Polymer Competence Center Leoben GmbH
Generelle Informationen finden sich auf der Homepage unter: https://www.pccl.at/en/research/equipment.html

PCCL verfügt über umfangreiche Prüf- und Meßeinrichtungen, um wissenschaftliche Untersuchungen und technische Prüfungen an Kunststoffen durchzuführen.

Hierzu zählen Geräte zur mechanischen Werkstoffprüfung, z.B.  eine servohydraulische Prüfmaschine (MTS 858) zur Charakterisierung von Werkstoffen unter verschiedenen Beanspruchungsarten (Zug, Druck und Biegung) und -formen (statisch, monoton, zyklisch), das Prüfgerät Bose Electroforce 3200 für dynamisch-mechanische Prüfungen mit einer temperierten Prüfkammer (-60 °C bis 300 °C) sowie Kriechprüfstände. Für ortsaufgelöste mechanische Untersuchungen an dünnen Schichten wird demnächst ein Nano-Indentations Gerät verfügbar sein. Für thermomechanische Untersuchungen stehen mehrere DMA-Geräte (z.B. Perkin-Elmer DMA 8000) zur Verfügung. Thermische Eigenschaften wie die Wärmeleitfähigkeit von Kunststoffen / Compositen werden mit einem Guarded Heat Flow Meter (DTC 300 von TA Instruments) und – in dünnen Schichten – mit einer Laser-Flash Apparatur (Netzsch) erfasst.

Für Untersuchungen an Oberflächen stehen einerseits Rotationstribometer (Phoenix) und Mikro-Tribometer (Bruker UMT-2) zur Verfügung, andererseits können Oberflächenenergien mit einem Kontaktwinkel-Goniometer (Krüss DSA 100) und – für Fasern und Partikel – mit einem Tensiometer (Krüss K100) erfasst werden. Eine Aktivierung von Kunststoff-Oberflächen für Beschichtung und Verklebung kann mit einem Corona-Gerät (Ahlbrandt), einem Plasmareaktor (Oxford Instruments) und verschiedensten UV-Lichtquellen durchgeführt werden.

PCCL verfügt auch über umfangreiche optische Prüfgeräte zur Untersuchung von Werkstoffoberflächen, darunter ein 3D-Mepsystem Leica DCM 8 das Interferometrie, Konfokalmikroskopie sowie Fokusvariations-Mikroskopie vereint (vertikal 0,1 nm und lateral 140 nm Auflösung), ein Infinite Focus System (Alicona), sowie optische Mikroskope. Diese Geräte werden durch ein Rasterkraftmikroskop (AFM) ergänzt.

Zur physikalisch-chemischen Charakterisierung von Polymeren verfügt PCCL über verschiedenste spektroskopische Methoden. Als Beispiele seien FTIR und ATR-FTIR Spektrometer (Perkin-Elmer), ein Raman-Mikroskop (Jobin-Yvon), ein low-field NMR-Spektrometer (Bruker Minispec) sowie UV/VIS- und Fluoreszenz-Spektrometer genannt. Zur molekularen Charakterisierung von Polymeren und niedermolekularen Verbindungen stehen u.a. ein HPLC-MS System, Gelpermeations-Chromatographie (GPC) sowie Gaschromatographie (GC-MS Kopplung) mit Pyrolyse-Zusatz zur Verfügung.  

Eine Konditionierung von Proben und die Untersuchung des Langzeitverhaltens von Kunststoffen (z.B. Folien) unter UV-Licht, Wärme und Feuchtigkeit kann mit mehreren Bewitterungsgeräten (u.a. Xenontest, Suntester von Fa. Atlas) und in Klimaschränken ausgeführt werden.   

CTR Carinthian Tech Research AG

Generelle Informationen über die F&E Infrastruktur des CTR finden sich auf der Homepage unter: http://www.ctr.at/fe-kompetenz/fe-infrastruktur/

In Bezug auf das Projekt RETINA soll vor allem RAMAN Spektroskopie für Materialcharakterisierung und Analyse verwendet werden. Wie bereits im Antrag definiert, wird CTR in eine Anti-Stokes Erweiterung des bestehenden Raman Systems investieren, welches hauptsächlich für „Pilot-Aktion 2“ (PA2) Aktivitäten vorgesehen ist. Dabei soll ein Fokus auf die Charakterisierung von Silizium (-wafern), welches beispielsweise für Solarzellen verwendet wird, in Bezug auf interne Stressbedingungen gelegt werden. Zusätzlich sind spektroskopische Untersuchungen auch für PA1 Aktivitäten vorgesehen.

Renishaw inVia Reflex konfokal Raman Mikroskop

Generelle Beschreibung:

Das Raman Mikroskop ermöglicht die Raman spektroskopische Untersuchung von sowohl makroskopischen als auch mikroskopischen Proben, hinunter bis zu sub-μm Auflösungen. Anwendungen reichen von der Untersuchung der molekularen Zusammensetzung von Proben bis zu z.B. kontakt-freier direkter optischer Messung von Stress und Spannung in Halbleitermaterialien. Das System ermöglicht 2D und 3D Mappings sowie Analysen von Bulk-Materialien und, unter der Verwendung von einem externen Messarm oder Glasfaser Optiken, die Analyse von großen Proben, welche nicht in die Probenkammer passen.

Spezifikationen:

  • Spektralbereich: < 100 – 4000 cm-1 @ spektrale Auflösung < 1 cm-1
  • 3 Anregungslaser: 532 nm | 633 nm | 785 nm
  • 3 Gitter: 1200 | 1800 | 2400 l/mm für breite spektrale Abdeckung bzw. hohe Auflösung
  • Frontlinse: 5 | 10 | 20 | 50 | 100 fach
  • Motorisierter hochpräziser 3D Tisch mit sub-μm Auflösung
  • Automatische 2D / 3D Bilderfassung
  • Zubehör für Analyse von Bulk-Materialien; feste oder flüssige Proben
  • Zubehör zur Messung von großen Proben außerhalb der Probenkammer
  • High-end spektrale Datenanalyse unter Verwendung der aktuellsten WiRe® Software

 

Weiters ist das folgende Equipment für die Verwendung im Projekt vorgesehen:

Bruker LUMOS FTIR Mikroskop

Generelle Beschreibung:

Das LUMOS ist ein voll-automatisiertes autonomes Mikroskop (mittleres Infrarot, mid-IR)  welches die Messung von makroskopischen sowie mikroskopischen Proben in Transmission, Reflexion oder abgeschwächter Totalreflexion (ATR) ermöglicht. Anwendungen beinhalten beispielsweise die Identifikation von Partikeln, Verunreinigungen und Beschichtungen sowie die Bestimmung der chemischen Zusammensetzung von komplexen Proben. Das System ermöglicht punktuelle Messungen sowie hochauflösenden 2D Mappings. Zusätzlich bietet das LUMOS eine Makro-Einheit mit unterschiedlichem Zubehör für Bulk-Analysen.

Spezifikationen:

  • Spektralbereich: 650 – 4000 cm-1 @ 2 cm-1 spektraler Auflösung
  • Messoptionen: Transmission | Reflexion | ATR (einfach Reflexion, Ge-Kristall)
  • Motorisierter hochpräziser 3D Tisch mit 75 x 50 mm² Fahrweg und sub-μm Auflösung; Probenhöhe bis zu 40 mm
  • 8-fach Mikroskop Objektiv mit VIS Polarisierungsoption
  • Automatische 2D Bilderfassung
  • Zubehör für Analyse von Bulk-Materialien: Transmission, diffuse Reflexion
  • Umfangreiche spektrale Datenbank zur Identifikation von unbekannten Substanzen

 

Polytec Micro System Analyser MSA-500-TPM

Generelle Beschreibung:

Das MSA-500-TPM ist ein wichtiges Tool für die Analyse und die Visualisierung von strukturellen in-plane und out-of-plane Vibrationen, sowie Oberflächentopographien in Mikrostrukturen, z.B. MEMS. Durch die Kombination des Mikroskops mit Laser-Scanning-Doppler-Vibrometrie, stroboskopischer Videomikroskopie und Weißlicht-Interferometrie ist das System als All-in-One Kombination von Technologien konzipiert, wodurch unter anderem Topographieanalysen von Mikrostrukturen ermöglicht werden.

Spezifikationen:

  • Weißlicht-Interferometer (3D Topographie)
    • Z-Auflösung: nm Bereich
    • Laterale Auflösung: hinunter bis zu 500 nm (abhängig von der Vergrößerung)
  • Laser Doppler Vibrometer (Out-Of-Plane Vibrometrie)
    • Frequenz: 0-20 MHz
    • Auflösung: pm Bereich (abhängig von der Vergrößerung)
    • Geschwindigkeit: ± 10 m/s
  • Stroboskopische Videomikroskopie (In-Plane Vibrometrie)
    • Frequenz: 0-1 MHz
    • Auflösung: nm Bereich (abhängig von der Vergrößerung)

 

Bruker Stylus Profilometer Dektak XT-A Surface Profiler

Generelle Beschreibung:

Der Dektak XT Oberflächenprofiler ist ein Höhenbestimmungsgerät für Dünn- und Dickschicht Anwendungen. Es erlaubt die Charakterisierung von Oberflächentopologie, Welligkeit und Rauheit von Proben im Nanometerbereich. Weiters können mit dem Profiler dreidimensionale Messungen und Analysen in Kombination mit 3D-Mappings, durchgeführt werden.

Spezifikationen:

  • Vertikale Auflösung 1 Å (@ 6.55 μm Bereich)
  • Reproduzierbare Stufenhöhe 5 Å, 1 Sigma bei Stufen ≤ 1 μm (30 Scans mit einem 12.5 μm Taster)
  • Vertikaler Bereich 1 mm
  • Motorisierter 2D Tisch mit 6 Inch Fahrweg
  • Motorisierte 360 Grad Drehung
  • Zusammenfügen von bis zu 200 mm Scans
  • 3D Map Sammlung und umfangreiche Datenanalyse
  • Probendicke 50 mm (max. Wafer Größe 200 mm (8 Inch)