FEI-microscopen zien atomen met Duits-Amerikaanse bril

Het Amerikaanse Department of Energy (DOE) heeft vier Titan scanning- en transmissie-elektronenmicroscopen van FEI Company besteld in het kader van het Team-project. Het Transmission Electron Aberration-corrected Microscope-programma (Team) wil de resolutie van transmissie-elektronenmicroscopen opkrikken tot 0,05 nanometer door het corrigeren van verstoringen. Hiermee zijn individuele atomen in beeld te brengen. Het onderzoek gebeurt aan het Argonne National Laboratory, het Brookhaven National Laboratory, het Lawrence Berkeley National Laboratory, het Oak Ridge National Laboratory en de Universiteit van Illinois. Het Duitse bedrijf Ceos help mee met de ontwikkeling.

Zowel optische als elektronenlenzen hebben te maken met chromatische aberratie. De refractie-index van een optische lens verschilt voor licht met verschillende golflengten. Daardoor ontstaat er een kleurverloop aan de rand van het bestudeerde object. Bij elektronenlenzen treedt dit probleem op voor elektronen met verschillende energieniveaus, waardoor deze het beeld vervagen. Daarnaast hebben bolvormige lenzen last van sferische aberratie, het probleem dat de refractie-index naar de rand van de lens toeneemt. Beide afwijkingen hebben tot gevolg dat de resolutie van elektronenmicroscopen ver boven de theoretisch maximale waarde blijft. Team ontwikkelt een lenzensysteem om beide afwijkingen te corrigeren. Ceos heeft al correctors voor sferische aberratie op de markt, maar chromatische aberratie is tot nu toe nog niet te in compenseren transmissie-elektronenmicroscopen. Dergelijke correctors moeten zichzelf continu aanpassen aan de omstandigheden en vereisen daarom een nauwkeurige aansturing.

Het DOE startte het Team-project in 2000 met een budget van 20 miljoen euro. FEI levert dit jaar de eerste twee apparaten aan Oak Ridge en aan Ceos. De andere twee microscopen volgen in 2007 en 2008 en gaan naar het Lawrence Berkeley National Laboratory.