Im Technologielabor für Mikro- und Nanosysteme an der Hochschule Furtwangen (HFU) werden die Möglichkeiten der Forschenden auf ein neues Level gehoben. Die Hochschule investierte in ein „FIB-SEM“, ein Elektronenmikroskop, das mit fokussierten Ionenstrahlen arbeitet. Mit 1,8 Millionen Euro handelt es sich um die bislang größte Forschungsinvestition der Hochschule, die im Rahmen des so genannten „Forschungsgroßgeräteprogramms“ der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG getätigt wurde. Hierbei übernimmt die DFG 50 Prozent, das Land Baden-Württemberg 35 Prozent und die HFU 15 Prozent der Kosten. Beim Antrag waren insgesamt fünf Arbeitsgruppen beteiligt: Prof. Dr. Mescheder (Institut für Mikrosystemtechnik IMST), Prof. Dr. Bucher (IMST), Prof. Dr. Azarhoushang (Kompetenzzentrum für spanende Fertigung KSF), Prof. Dr. Mozaffari-Jovein (Institut für Werkstoffe und Anwednungstechnik IWAT) sowie Prof. Dr. Deigner (Institute of Precision Medicine IPM). „Der erfolgreiche Antrag ist Beweis für die Qualität der Forschung, die wir an der HFU betreiben“, sagt Prof. Dr. Ulrich Mescheder, Prorektor für Forschung und Transfer. „Das Gerät eröffnet uns ganz neue Möglichkeiten in der Erzeugung von Nanostrukturen und in der Analytik.“ Nur sehr wenige Hochschulen können mit einer solchen Ausstattung arbeiten. Die HFU ist die dritte Hochschule für angewandte Wissenschaften in Deutschland, die ein FIB-SEM in ihrer Geräteaussstattung hat.
Im Labor sind die beiden akademischen Mitarbeiter Alexander Filbert und Dr. Julien Petit mit dem Aufbau des Geräts beschäftigt. Noch muss alles eingestellt und kalibriert werden, doch jetzt schon sind die beiden begeistert von den ersten Testbildern. Mit einem lauten Zischen öffnet sich die Hauptkammer des „FIB-SEM“. Darin befinden sich die Kameras und verschiedenen Detektoren, die spektakuläre Aufnahmen der Proben auf die bereitstehenden Monitore projizieren. Die hochauflösenden Bilder zeigen Größenordnungen wie den millionsten Teil eines menschlichen Haares. Filbert erklärt, dass der säulenartige Aufbau am Gerät dafür sorgt, dass sowohl Elektronen- wie auch Ionenstrahlen hochpräzise auf die Materialproben beschleunigt und fokussiert werden. „Damit kann man nicht nur Bilder von Details von wenigen Nanometern Größe, sondern auch extrem feine Schnitte und Abscheidungen, also Nanostrukturen in der Oberfläche erzeugen“, sagt er. In den nächsten Wochen weden noch weitere Detektoren zur Materialanalyse in Betrieb genommen. Mit den von Expertinnen und Experten als „ToF-SIMS“, „EBSD“ und „EDX“ bezeichneten Methoden können kleinste Spurenelemente mit großer Ortsauflösung sogar unter der Oberfläche der Probe entdeckt und bestimmt werden.
Mit dem FIB-SEM ist eine Komplettcharakterisierung von Proben möglich – ein Qualitätssprung, der an der HFU nun Forschenden aus allen Bereichen zugute kommen soll. „Unsere Promovierenden werden es sehr stark nutzen“, sagt Julien Petit; Forschungsgruppen aus vier Instituten der HFU stehen schon in den Startlöchern. Erstmalig soll damit ein sogenanntes Gerätezentrum an der HFU entstehen, das von vielen Forschungsgruppen genutzt werden kann. „Und natürlich wollen wir dieses Gerät und seine vielfältigen Möglichkeiten zum Ausbau unserer Forschungskooperationen mit anderen Einrichtungen und Partnern nutzen“, sagt Prof. Mescheder.
Das Interesse ist so groß, dass Filbert und Petit die nächsten Tage wohl nur mit der Einweisung von Kolleginnen und Kollegen verbringen werden. Alle freuen sich riesig auf den ersten Einsatz und bestaunen die ersten Ergebnisse – bis ins nanokleinste Detail.