2D- & 3D-micro-XRF

In der Arbeitsgruppe wurde ein 2D-micro-XRF-Instrument entwickelt (XRF = x-ray fluorescence). Dieses wird momentan weiterentwickelt zu einem konfokalem 3D-micro-XRF-Instrument. Dazu wird eine polykapillare Optik verwendet, die den Röntgenstrahl auf einen Punkt mit etwa 20 μm Durchmesser fokussiert. Ein energiedispersiver Silicon Drift Detector (SDD) ermöglicht die Aufnahme eines Spektrums für jedes Pixel (bzw. in 3D: jedes Voxel). Dadurch werden Information über die Elementverteilung in der Probe quasi-zerstörungsfrei erhalten. Dies und die Indifferenz der Methode zu Atmosphärendruck ist ein Vorteil gegenüber der Elektronenmikroskopie. Durch die im Vergleich größere Eindringtiefe des Röntgenstrahls in die Probe wird eine Analyse in der Tiefe unterhalb der Oberfläche ermöglicht.

Röntgenfluoreszenzanalytik (XRF) ist besonders für die Bestimmung von Elementen mit hoher Ordnungszahl geeignet. Durch die nichtdestruktive Natur dieser Methode (Anregung mit Photonen/Detektion von Photonen) ist nur eine vergleichsweise geringe Probenmanipulation notwendig, so kann z. B. eine Batterieelektrode direkt in einer geöffneten Batterie untersucht werden. Flüssige Proben können in einer Glaskapillare untersucht werden.

CMXRF (confocal micro-XRF)

Den Blick exklusiv unter die Oberfläche ermöglicht die konfokale mikro-Röntgenfluoreszenzanalyse. Mit Synchrotronstrahlung an der ANKA-FLUO-beamline am KIT (Karlsruhe) haben wir die 3D–Element­verteilungen in Anoden gealterter Lithiumionen-Batterien erhalten. Diese Messungen werden demnächst auch in unserem Labor möglich sein.

 

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