Instrumentelle Entwicklungen für die quantitative Rasterelektronenmikroskopie

Quantitative Informationen über Proben sowie eine Verbesserung des Signal/Rausch-Verhältnisses können erhalten werden, wenn die Signalelektronen im Rasterelektronenmikroskop einzeln detektiert und gezählt werden. Die gerätetechnischen Voraussetzungen hierfür sind bei den gegenwärtig verfügbaren Rasterelektronenmikroskopen nicht gegeben und müssen daher durch eigene instrumentelle Entwicklungen erbracht werden. Entwickelt wurden in dem Projekt bereits zwei Detektortypen zur Detektion von Einzelelektronen und eine schnelle Elektronik zur Elektronenzählung; die Interfaces zur simultanen Erfassung von relevanten Geräteparametern wie z.B. dem Strahlstrom sind gegenwärtig in Arbeit. Das PC kontrollierte System ist für die simultane Erfassung von 4 analogen und 4 digitalen Kanälen und Bildformate von maximal 4096 x 4096 Bildpunkten mit 10 bzw. 12 bit Tiefe ausgelegt. Eine interessante biophysikalische Anwendung dieser entwickelten Instrumentation wird die Dunkelfeldabbildung dünner Proben im Transmissionsmode des Feldemissions-Rasterelektronenmikroskops sein, die z.B. zur Massenmessung von biologischen Makromolekülen und makromolekularen Aggregaten verwendet werden kann. Für diese Anwendung wurde auch eine Hochvakuum-Kryo-Transfereinheit entwickelt und gebaut, die den Transfer der gefriergetrockneten Proben von der Gefriertrocknungsanlage in das Rasterelektronenmikroskop unter Luftausschluß erlaubt. Zur quantitativen Auswertung der digitalen Bilder und Darstellung der Ergebnisse ist gegenwärtig ein umfangreiches Programmpaket in Kooperation mit dem Biozentrum der Universität Basel in Entwicklung.

Drittmittelgeber:

NATO Science Fellowship Programme, Gesellschaft zur Förderung der Westfälischen Wilhelms-Universität zu Münster e.V., Industrie

Beteiligte Wissenschaftler:

Prof. Dr. A. Engel (Biozentrum, Universität Basel), Dipl.-Phys. P. Hoffrogge, Dr. V. Krzyzanek, Dr. S. Müller (Biozentrum, Universität Basel), Prof. Dr. R. Reichelt (Leiter)

Veröffentlichungen:

Hoffrogge, P., H. Nüsse, R. Reichelt: Verfahren zum Betrieb eines Rasterelektronenmikroskops und Rasterelektronenmikroskop zur Durchführung des Verfahrens, in: Patentanmeldung, amtl. Aktenzeichen: 199 15 767.7-33.

Hoffrogge, P., W. Joachimi, H. Nüsse, M. Müller, R. Reichelt: A cost-effective way to improve the signal-to-noise ratio in secondary electron imaging, in: Elektronenmikroskopie 20(2001)15-17.

Krzyzanek, V.: Development of a system for molecular mass determination by field emission scanning electron microscopy, in: Final contract report for NATO Science Fellowship Programme, Contract No: 08(2000) & 08a(2000), Münster, 2001.