Geautomatiseerde elektronen diffractometer voor hoge doorvoer identificatie van nanokristallijne materialen.

De studie van de structuur van nanokristallijne materialen met standaard X-stralen diffractie is moeilijk voor sub micrometer deeltjes, en vooral als deze in gemengde vorm voorkomen. Dit wordt vaak opgelost door deze materialen te kristalliseren tot grotere kristallen, wat vaak problematisch en tijdrovend is. De beste eenkristal X-stralen diffractiemetingen vereisen bovendien een reis naar een synchrotron wat zorgt voor lange wachttijden tussen groei en structuuranalyse. Elektronen diffractie vormt een alternatief en werkt zeer goed voor nanokristallen omdat het ordegroottes meer informatie per volume oplevert voor gelijke stralingsschade. Tot nu bleef het echter een erg dure techniek gebaseerd op moeilijk te hanteren transmissie elektronenmicroscopen (TEM) die handmatig bediend worden door hoogopgeleide onderzoekers. Dit zorgt ervoor dat de techniek relatief onaantrekkelijk is voor industrieel gebruik waar gebruiksgemak, hoge doorvoer, statistiek en reproduceerbaarheid belangrijke aspecten zijn die niet goed passen bij de huidige TEM instrumenten in universiteitslabo's. In dit project stellen we voor om een prototype elektronendiffractometer te bouwen, gebaseerd op een bescheiden raster elektronenmicroscoop (SEM). Het instrument zal in staat zijn om automatisch een volledige diffractieanalyse door te voeren van een ongekend nanokristallijn poeder, zonder menselijke tussenkomst. Deze gegevens worden dan omgezet in een rapport waarin de structuur en abundantie van verschillende onderdelen wordt getoond. We beschikken reeds over een proefopstelling die aantoont dat hoge kwaliteit diffractiepatronen haalbaar zijn, maar er blijven een belangrijk aantal wetenschappelijke vragen die aandacht verdienen in dit project. We stellen voor om de ontwikkelde kennis te demonstreren op een selectie van relevante materialen in nauwe samenwerking met een aantal Vlaamse bedrijven die een sterke interesse lieten blijken in de mogelijkheden van zo'n instrument.

Trefwoorden:ELEKTRON DIFFRACTIE, ELEKTRONENMICROSCOPIE, ARTIFICIËLE INTELLLIGENTIE (AI)

Disciplines:Instrumentatie in de ingenieurswetenschappen

Project type:Samenwerkingsproject