Title (eng)
Developing an in-situ laser system for an aberration-corrected scanning transmission electron microscope
Author
Fabian Kraft
Advisor
Toma Susi
Assessor
Toma Susi
Abstract (deu)
In dieser Arbeit entwickeln wir ein in-situ Lasersystem für ein aberrationskorrigiertes Rasterdurchstrahlungselektronenmikroskop inklusive eines Designs des optischen Systems und einer Software-Hardware-Schnittstelle zur Steuerung des Lasers. Dieses Lasersystem erzeugt einen elliptischen Punkt mit einem Durchmesser ca. 30 µm auf der Probe im Probenhalter. Wir messen diesen Laserspot mittels Laserbestrahlungseffekten auf einem Quantifoil Probenträger aus amorphen Kohlenstoff. Das Hauptdesignziel dieses Lasersystems ist es, Proben für elektronenmikroskopische Bildgebung zu reinigen. Wir überprüfen die Reinigungsfähigkeiten, die uns dieses System bietet, mit einlagigem Graphen auf einem Quantifoil Probenträger von Graphenea. Das Lasersystem ist auch dazu in der Lage, andere in-situ Experimente durchzuführen, eines davon ist stimulierte Elektronenenergie-Gewinn-Spektroskopie (sEEGS). Nachdem wir verschiedene Experimente evaluiert haben, können wir sagen, dass diese Art von Experimenten in unserem derzeitigen Lasersystem nicht möglich sind. Jedoch können wir Graphenproben mit einem relativen Reinigungseffekt bis zu 30 % reinigen.
Abstract (eng)
In this thesis, we develop an in-situ laser system for an aberration-corrected scanning transmission electron microscopy including design of the optical system and the software-hardware interface to control the laser. This laser system has an elliptical spot size of about 30 µm in diameter on the sample sitting in the microscope sample stage. We measure this using laser irradiation effects on a Quantifoil support grid made from amorphous carbon. The main design goal of the laser system is to atomically clean samples for electron microscopy imaging. We evaluate the cleaning capability of the system with single-layer graphene on Quantifoil sourced from Graphenea. The laser system can also perform other in-situ experiments, one of which is stimulated electron energy gain spectroscopy (sEEGS). After evaluating various experiments, we conclude that this kind of study is not feasible within the current laser system. However, we manage to clean graphene samples, with a cleaning effect up to 30 %.
Keywords (deu)
LaserSTEMstimuliertes EEGSLaserreinigungGraphenin-situ ReinigungElektronenmikroskopyatomare Auflösung
Keywords (eng)
laserSTEMstimulated EEGSlaser cleaninggraphenein-situ cleaningelectron microscopyatomic resolution
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
Extent (deu)
72 Seiten : Illustrationen
Number of pages
72
Study plan
Masterstudium Physics
[UA]
[066]
[876]
Association (deu)
Title (eng)
Developing an in-situ laser system for an aberration-corrected scanning transmission electron microscope
Author
Fabian Kraft
Abstract (deu)
In dieser Arbeit entwickeln wir ein in-situ Lasersystem für ein aberrationskorrigiertes Rasterdurchstrahlungselektronenmikroskop inklusive eines Designs des optischen Systems und einer Software-Hardware-Schnittstelle zur Steuerung des Lasers. Dieses Lasersystem erzeugt einen elliptischen Punkt mit einem Durchmesser ca. 30 µm auf der Probe im Probenhalter. Wir messen diesen Laserspot mittels Laserbestrahlungseffekten auf einem Quantifoil Probenträger aus amorphen Kohlenstoff. Das Hauptdesignziel dieses Lasersystems ist es, Proben für elektronenmikroskopische Bildgebung zu reinigen. Wir überprüfen die Reinigungsfähigkeiten, die uns dieses System bietet, mit einlagigem Graphen auf einem Quantifoil Probenträger von Graphenea. Das Lasersystem ist auch dazu in der Lage, andere in-situ Experimente durchzuführen, eines davon ist stimulierte Elektronenenergie-Gewinn-Spektroskopie (sEEGS). Nachdem wir verschiedene Experimente evaluiert haben, können wir sagen, dass diese Art von Experimenten in unserem derzeitigen Lasersystem nicht möglich sind. Jedoch können wir Graphenproben mit einem relativen Reinigungseffekt bis zu 30 % reinigen.
Abstract (eng)
In this thesis, we develop an in-situ laser system for an aberration-corrected scanning transmission electron microscopy including design of the optical system and the software-hardware interface to control the laser. This laser system has an elliptical spot size of about 30 µm in diameter on the sample sitting in the microscope sample stage. We measure this using laser irradiation effects on a Quantifoil support grid made from amorphous carbon. The main design goal of the laser system is to atomically clean samples for electron microscopy imaging. We evaluate the cleaning capability of the system with single-layer graphene on Quantifoil sourced from Graphenea. The laser system can also perform other in-situ experiments, one of which is stimulated electron energy gain spectroscopy (sEEGS). After evaluating various experiments, we conclude that this kind of study is not feasible within the current laser system. However, we manage to clean graphene samples, with a cleaning effect up to 30 %.
Keywords (deu)
LaserSTEMstimuliertes EEGSLaserreinigungGraphenin-situ ReinigungElektronenmikroskopyatomare Auflösung
Keywords (eng)
laserSTEMstimulated EEGSlaser cleaninggraphenein-situ cleaningelectron microscopyatomic resolution
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
Number of pages
72
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