Picometer-metrologie voor nanostructuren opgebouwd uit lichte elementen (PICOMETRICS). (PICOMETRICS)

Het begrijpen van nanostructuren tot op atomair niveau is de sleutel tot het optimaliseren van het ontwerp van geavanceerde materialen met revolutionaire nieuwe eigenschappen. Dit vereist karakteriseringsmethoden die het mogelijk maken om atoomstructuren met hoge precisie te kwantificeren. De sterke interactie van versnelde elektronen met materie maakt dat transmissie-elektronenmicroscopie één van de krachtigste technieken voor dit doel is. Schade door stralen, veroorzaakt door de hoogenergetische elektronen, bemoeilijkt echter een gedetailleerde interpretatie. Vanwege de toenemende complexiteit van nanostructuren en de rol van lichte elementen zoals lithium of waterstof, zijn nieuwe methoden noodzakelijk. Niet-destructieve picometer metrologie stelt ons in staat om de volgende vraag te beantwoorden: wat is de positie, samenstelling en binding van elk afzonderlijk atoom in een nanomateriaal, zelfs voor lichte elementen? In dit project zullen nieuwe kwantitatieve methoden worden gecombineerd met de nieuwste experimentele mogelijkheden om atomen te lokaliseren en te identificeren, om lichte elementen te detecteren, om de driedimensionale ordening te bepalen en om de oxidatietoestand te meten uit slechts enkele opnames met een lage elektronendosis. De vereiste elektronendosis wordt vier orden van grootte lager geschat dan wat tegenwoordig wordt gebruikt. Op deze manier zal stralingsschade drastisch worden verminderd of zelfs volledig worden uitgesloten. De resultaten zullen een nauwkeurige karakterisering van nanostructuren in hun oorspronkelijke toestand mogelijk maken; een voorwaarde om hun eigenschappen te begrijpen.

Trefwoorden:METROLOGIE, ELEKTRONENMICROSCOPIE, NANOSTRUCTUREN

Disciplines:Klassieke fysica, Elementaire deeltjesfysica en hoge-energie fysica, Andere fysica