Forschung
Equipment

Equipment: Geräte und Ausstattung für die Forschung

Auf dieser Seite finden Sie alle Forschungsgeräte der Professuren sowie der einzelnen Arbeitsgruppen.

FORSCHUNGSGERÄTE PROFESSUR FUNKTIONALE NANOSTRUKTUREN

Die Geräte der Professur für Funktionale Nanostrukturen werden von Mitarbeitern der Arbeitsgruppen Bigall, Dorfs und Lauth betreut und innerhalb der Abteilung gruppenübergreifend verwendet. Auf Anfrage untersuchen wir auch Proben anderer Arbeitsgruppen.

Geräte der Arbeitsgruppe Bigall

  • Optische Spektroskopie

    Edinburgh FLS 1000 UV-Vis-NIR Photolumineszenz-Spektrometer

    © Sven Getschmann

    Mit dem FLS1000 der Firma Edinburgh Instruments steht der Abteilung für funktionale Nanostrukturen ein state-of-the-art Photolumineszenz-Spektrometer zur Messung von Emissions- und Anregungsspektren mit hoher Auflösung mit einem Messbereich von 200-1600 nm. Zeitaufgelöste Messung durch den Einsatz gepulster Laser zur Anregung sind auch im Subnanosekundenbereich möglich. Es stehen verschiedene Probenhalter zur Messung von Lösungen, Feststoffen und Beschichtungen zur Verfügung, sowie eine Ulbrichtkugel zur Messung von Quantenausbeuten und Reflektivitäten.

    Oxford Instruments OptistatCF Kryostat

    Der optische Kryostat OptistatCF der Firma Oxford Instruments ist mit beiden high-end Spektrometern (FLS1000 und CARY 5000) der Abteilung für funktionale Nanostrukturen kombinierbar, sodass spektroskopische Untersuchungen im Bereich 200-2500 nm bei unterschiedlichen Temperaturen möglich sind. Der Messbereich erstreckt sich dabei von 500 K bis 3,4 K (im Betrieb mit flüssigem Helium) bzw. bis 77 K (im Betrieb mit flüssigem Stickstoff).

    Horiba Dual-FL UV-Vis Photolumineszenz-Spektrometer mit Ulbrichtkugel Quanta Phi

    © Sven Getschmann

    Das DUAL-FL der Firma Horiba ist eine Kombination aus einem Bench-Top-Spectrofluorometer und einem UV/Vis Spectrophotometer. Emission-, Extinktions- und Anregungsspektren können im Bereich von 200-1000 nm detektiert werden. Durch den Einbau der Ulbrichtkugel „Quanta-Phi“ ist das detektieren von Quantenausbeuten fluoreszierender Systeme möglich. Desweiteren ist dieses Gerät mit einer unserer Gloveboxen verbunden, was es ermöglicht auch wasser- und luftempfindliche Proben unter Schutzgas-Atmosphäre zu vermessen.

  • Photoelektrochemie

    Spektroelektrochemischer und elektrochemischer Aufbau

    © Sven Getschmann

    Zur photoelektrochemischen Charakterisierung von Nanopartikeln und Nanopartikel-Assemblierungen stehen zwei Potentiostaten (Solartron ModuLab XM ECS, Princeton Applied Research PARSTAT 3000A-DX Bipotentiostat), verschiedene Lichtquellen (Xenon-Lampe mit Monochromator und Chopper, unterschiedliche LEDs), ein Funktionsgenerator (zur Steuerung der LEDs), sowie ein 7270 DSP Lock-In Amplifier von Signal Recovery zur Verfügung. Durch die Kombination von Lock-In Amplifier und Potentiostat können auch sehr geringe (Photo-)Ströme im pA-Bereich detektiert werden, wodurch beispielsweise die Ladungsträgerdynamik in Einzelpartikeln und Assemblierungen untersucht werden kann. Zudem sind beide Potentiostaten impedanzfähig (Frequenzen bis 7 MHz).

  • Mikroskopie

    Zeiss Lasermikroskopaufbau

    © Sven Getschmann

    Der Aufbau des Lasermikroskops besteht aus einem aufrechten Mikroskop des Typs Zeiss Axio Imager.D2m, das mit der ProRes CapturePro 2.8.8-Kamera und der ROE DL-Series-Laserquelle (Wellenlänge 405nm) mit dem Program UGA-42 Firefly gekoppelt ist. Das integrierte, zusätzliche Photomanipulationssystem ist für die schnelle, dynamische Beleuchtung von Punkten oder benutzerdefinierten Bereichen im Sichtfeld des Mikroskops konzipiert. Der Beleuchtungsfleck ist so klein wie Submikron. Dieses Lasermikroskop wird häufig in der Optogenetik, der neuralen Kartierung, der Photoaktivierung, der Photostimulation usw. verwendet.

  • Thermogravimetrie

    Mettler Toledo TGA/DSC 3+

    © Sven Getschmann

    Die Abteilung für funktionale Nanostrukturen besitzt eine TGA/DSC 3+ der Firma Mettler Toledo zur thermogravimetrischen Analyse. Damit lassen sich Masseänderungen zwischen Raumtemperatur und 1100 °C sowohl unter Stickstoff- als auch unter Luftfluss messen, z.B. zur Bestimmung organischer Probenanteile. Dank SDTA Technik ist auch die Messung des Wärmestroms möglich.


  • Stickstoff-Physisorption

    Quantachrome Nova 3200e

    © Sven Getschmann

    Die Quantachrome Nova 3200e wird zur Bestimmung von spezifischen Oberflächen und Porengrößen/-volumina von Nanopartikel-Assemblierungen und anderen porösen Materialien eingesetzt. Die Probenvorbereitung von bis zu vier Proben gleichzeitig kann sowohl unter Vakuum als auch im Stickstoffstrom bei Temperaturen von bis zu 350 °C erfolgen. Bei der anschließenden Messung (bis zu drei Proben gleichzeitig) können Mikro- und Mesoporen ab einem Durchmesser von etwa 0.5 nm erfasst werden. Standardmäßig wird Stickstoff als Adsorptivgas verwendet, es können alternativ jedoch auch andere Gase (Ar, CO2 usw.) eingesetzt werden.

  • Zetasizer

    Malvern Panalytical Zetasizer Nano ZSP

    © Sven Getschmann

    Der Zetasizer Nano ZSP der Firma Malvern Panalytical erlaubt die Analyse des Partikelverhaltens in Lösung. Hiermit können über die dynamische Lichtstreuung sowohl Partikelgrößen als auch das Zetapotential der Partikel bestimmt werden. Das Gerät verfügt dazu über einen 633 nm Laser. Automatisierte pH-abhängige Messungen sind mit dem vorhandenen Autotitrator ebenfalls möglich.

    Partikel Analytik Field ESA/Zetasizer

    © Sven Getschmann

    Dieses ESA/Zetapotential-Messgerät ermöglicht die Vermessung von hochkonzentrierten (bis zu 74 vol%), trüben oder viskosen Dispersionen. Das Gerät verfügt über einen elektroakustischen Verstärker, sowie eine Temperatur-, Leitfähigkeits- und pH-Sonde (Messbereich: 2-14). Das integrierte Titrationsmodul (Zweiwegkolbenpumpen mit 1,0 µL Auflösung) ermöglicht die potentio- & volumetrische Bestimmung der Wirkung von Additiven auf Suspensionen sowie die automatische Bestimmung des Isoelektrischen Punkts. Zur exakteren Bestimmung des Teilchengrößenrichtwertes (1 nm bis 50 µm) erfolgt die Messung bei drei verschiedenen Frequenzen.

  • Synthese

    MBraun Inertgas-Glovebox-Systeme

    © Sven Getschmann

    Insgesamt stehen zwei Einplatz- und zwei Zweiplatzhandschuhboxen von MBraun zur Verfügung (Modelle Labstar, 2x UNIlab Plus und MB-200B). Alle Handschuhboxen verfügen über Lösemittelfilter (Aktivkohle oder Molekularsieb), drei davon sind zudem mit einem Gefrierschrank ausgestattet. Die Handschuhboxen werden vorrangig zur Lagerung und sicheren Handhabung luft- und feuchtigkeitsempfindlicher sowie toxischer Chemikalien verwendet. Über eine Glasfaseroptik können zudem Extinktions- und Emissionsspektren von Lösungen mit dem Dual-FL gemessen werden. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, photoelektrochemische Messungen unter Inertbedingungen durchzuführen.

    Quorum E3100 Kritisch-Punkt-Trockner

    © Sven Getschmann

    Der Quorum E3100 Kritisch-Punkt-Trockner ist ein vielseitiges Gerät zum schonenden Trocknen von makroskopischen Strukturen und ermöglicht die Herstellung von Aerogelen mit extrem großen spezifischen Oberflächen. Zunächst wird in den Proben der Alkohol durch flüssiges CO2 verdrängt, der im Anschluss durch Erhöhung der Temperatur in die überkritische Phase übergeht (1100psi, 31.5 °C). Nach Ablassen des CO2 wird die trockene Probe erhalten. Das Gerät selbst verfügt über eine robuste Konstruktion mit horizontaler zylindrischer Kammer (63,5 x 82 mm) und verschiedenen Probenhaltergrößen. Der CO2-Gehalt ist während des Trocknungsprozesses durch das Fenster sichtbar und die entscheidenden Parameter (Druck und Temperatur) können vor Ort überwacht werden. Das Gerät ist an ein temperaturüberwachtes Wasserbad mit exakter Heiz- und Kühlfähigkeit angeschlossen.

    Christ Gefriertrockner LD 1-2 plus

    © Sven Getschmann

    Der Gefriertrockner dient zur Lyophilisierung wässriger Proben. Dieses Gerät verfügt über 3 unbeheizte Stellflächen sowie zusätzlich Anschlüsse für 8 Rundkolben, Weithalsfilterverschlussflaschen oder Verteilerstücke für Ampullen. Bei einer Kondensatortemperatur von -55 °C, einem maximalen Unterdruck von 0.011 mbar können maximal 2 kg/24 h an Wasser eingefroren werden.

Ansprechpartner: Prof. Dr. Nadja-C. Bigall

Geräte der Arbeitsgruppe Dorfs

  • Optische Spektroskopie

    Horiba Fluoromax-4 Spektralfluorimeter

    © Sven Getschmann

    Das Fluoromax-4 ist ein Bench-Top-Spektrofluorometer, das, neben der Aufnahme von Emissions- und Anregungsspektrum bis 950 nm, zeitkorrelierte Einzelphotonenzählungs-Lebensdauermessungen ermöglicht (TCSPC mit 200 ps Untergrenze). Das Gerät ist mit einem Czerny-Turner-Monochromator ausgestattet und ermöglicht Messungen von flüssigen und festen Proben in speziellen Halterungen. Zur Bestimmung der Lebensdauer der Proben werden verschiedene NanoLEDs (FWHM 20-50 nm, Pulsbreite 1,2-1,5 ns) mit Wellenlängen vom UV bis bis in den sichtbaren Bereich verwendet.

    CARY 5000 UV-Vis-NIR Spektrophotometer

    Der Abteilung für funktionale Nanostrukturen steht ein CARY 5000 Spektrophotometer des Herstellers Agilent Technologies zur Verfügung. Dieses high-end Spektrometer ermöglicht Transmissions- und Extinktionsmessungen von Flüssigkeiten, beschichteten transparenten Materialien und Pulvern in einem spektralen Bereich von 175-3300 nm in hoher Auflösung. Zusätzlich kann das Gerät bei Bedarf mit erweiternden Accessoires wie einer DRA-2500 Ulbricht-Kugel für die Messung von Absorptions- und Reflexionsspektren oder eines thermostatgeregelten 1x1 Peltier-Küvettenhalters für temperaturabhängige Transmissions- und Extinktionsspektroskopie ausgestattet werden.

  • Laser

    Continuum SL II-10 gepulster Laser

    Die Arbeitsgruppe Dorfs arbeitet mit einen Laser Setup, dessen Herzstück ein gepulster Neodym-YAG-Laser des Herstellers Continuum darstellt. Dieses Gerät ermöglicht es hochgenergetische Lichtpulse mit 5 ns länge, einer Wellenlänge von 1064 nm und einer maximalen Energie von 475 mJ pro Puls durch Lösungen mit Nanopartikeln zu schicken. Mit Hilfe von mehreren austauschbaren harmonischen Kristallen, lassen sich weitere Wellenlängen (532nm, 355 nm und 266 nm) erzeugen. Die auf die Probe treffende Energie lässt sich im vorhandenen Setup stufenweise mithilfe von OD-Filtern abschwächen und durch einen pyroelektrischen Energiesensor der Firma Coherent erfassen. Die bestrahlten Lösungen können mithilfe eines in den Küvettenhalter des Setups eingefassten Rührgerätes gerührt werden.

Ansprechpartner: PD Dr. Dirk Dorfs

Geräte der Arbeitsgruppe Lauth

  • Ultrakurzzeitspektroskopie

    Ultrafast Systems Helios Fire Transiente Absorptions-Spektrometer

    Neues Helios Fire ist auf dem Weg...

    Der Abteilung für funktionale Nanostrukturen steht ein HELIOS FIRE Transiente Absorptions-Spektrometer der Firma Ultrafast Systems zur Verfügung. Das Gerät ermöglicht eine umfassende Untersuchung der Art, des Ursprungs und des zeitlichen Verlaufs photoangeregter Ladungsträgerzustände optisch störbarer Systeme. Die zu untersuchenden Proben werden hierbei mit einem ultrakurzen Anregungs-Laserpuls (~100 fs) aus dem Grundzustand angeregt, während ein zeitversetzter Abfrage-Laserpuls die Probenantwort zu unterschiedlichen Zeiten nach der Anregung abbildet. Das HELIOS FIRE deckt hierbei einen optischen Breitbandbereich von 350 - 1600 nm ab. Proben können in Lösung oder als Filme charakterisiert werden. Die optische Anregung ist über einen weiten Spektralbereich mithilfe eines OPA abgedeckt (~260 nm - 2100 nm).

     

     

Ansprechpartner: Dr. Jannika Lauth

Die Geräte im Forschungsbereich Nanostrukturierte Funktionale Schichten und Materialien werden von Mitarbeitenden der Arbeitsgruppen betreut und gruppenübergreifend verwendet.

Auf Anfrage können Mitglieder anderer Arbeitsgruppen in die Gerätenutzung eingewiesen werden oder wir untersuchen Ihre Proben.

Geräte der Arbeitsgruppe Feldhoff

  • Elektronenmikroskope (Gerätezentrum)

    In der Arbeitsgruppe werden zwei hochauflösende Elektronenmikroskope (FE-REM und FE-TEM) mit Feldemissions-Elektronenquellen und Elementanalytik betrieben. Das Labor für Elektronenmikroskopie ist ein von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) anerkanntes Gerätezentrum: Nutzungsordnung

    Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop (FE-REM)

    JEOL JSM-6700F / Geräteinfo

    • Sekundärelektronendetektor
    • Semi-in-lens-Detektor für kleine Arbeitsabstände
    • Rückstreuelektronendetektor (BSE)
    • Energiedispersives Röntgenspektrometer (EDXS), Oxford Instruments INCA 300, Detektion ab Be (Z = 4)
    • Auflösungsvermögen: 1,0 nm @ 15kV; 2,2 nm @ 1kV
    • Beschleunigungsspannung: 0,5 - 30 kV

    Feldemissions Transmissionselektronenmikroskop (FE-TEM)

    JEOL JEM-2100F / Geräteinfo

    • Transmissionselektronenmikroskopie (BF, DF, HRTEM)
    • Raster-Transmissionselektronenmikroskopie (STEM mit BF, HAADF)
    • Elektronenbeugung (SAED, CBED, auch energiegefiltert)
    • Energiegefilterte Transmissionselektronenmikroskopie (EFTEM)
    • Elektronen-Energieverlust-Spektroskopie (EELS, ELNES), Gatan Imaging Filter, GIF 2001, mit 1k-CCD-Kamera
    • Energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDXS), Oxford Instruments INCA 200, Detektion ab Be (Z = 4)
    • Schottky-Feldemitter (ZrO2/W(100))
    • Beschleunigungsspannung: 200 kV (160 kV)
    • Punktauflösung: ≤ 0,19 nm  (Cs = 0,5 mm)
    • Gitterauflösung für STEM: ≤ 0,2 nm
    • Energieauflösung für EELS:  ≤ 0,7 eV
  • Röntgendiffraktometer

    Röntgendiffraktometer (XRD)

    Bruker D8 Advance / Geräteinfo

    • Röntgenbeugung mit Cu-Kα1,2-Strahlung
    • 1D Lynxeye Detektor (Si-Streifen)
    • automatisch öffnender Divergenz- und Empfängerschlitz
    • 9-fach Probenwechsler
    • Probenrotation

     mögliche Messanordnungen:

    • Bragg-Brentano-Geometrie
    • streifender Einfall
    • Transmission

     

     In-Situ-Messzelle Anton Paar 1200N

    • Temperaturbereich: RT-1200 °C
    • Umgebungsheizung
    • frei programmierbare Ofenprofile
    • Messung in definierter Gasatmosphäre (Luft, N2, Ar, CO2) oder im Vakuum
  • Thermoelektrische Charakterisierung

    NorECs ProboStat A

    MESSGRÖSSEN

    • Seebeck Koeffizient einzelner Materialien an Luft
    • elektrische Spannung-Strom-Kennlinien von thermoelektrischen Generatoren

     

    CHARAKTERISTIKA

    • Messaufbau mit Platin-Elektroden
    • Hochtemperaturofen (Raumtemperatur bis 1000°C) mit programmierbarer RS-232 Steuereinheit
    • zwei Keithley 2100 6/12 Digital-Multimeter
    • Sinusgenerator
    • automatische Erfassung der Messdaten mit Lab View Software

    ThermoGen Vacuum Setup

    MESSGRÖSSEN

    • Seebeck Koeffizient einzelner Materialien an Luft, im Vakuum oder unter Inertgas
    • elektrische Spannung-Strom-Kennlinien von thermoelektrischen Generatoren

     

    CHARAKTERISTIKA

    • Messaufbau mit Widerstandsheizer (Raumtemperatur bis 600°C)
    • Peltier-Aktivkühler
    • zwei Keithley 2100 6/12 Digital-Multimeter
    • Sinusgenerator
    • automatische Erfassung der Messdaten mit Lab View Software

    Elektrische Leitfähigkeitsmessung

    MESSGRÖSSEN

    • isotherme elektrische Leitfähigkeit einzelner Materialien an Luft

     

    CHARAKTERISTIKA

    • Messaufbau mit Platinelektroden
    • Drei-Zonen-Hochtemperaturofen (Raumtemperatur bis 1000°C) mit programmierbarer RS-232 Steuereinheit
    • zwei Keithley 2100 6/12 Digital-Multimeter
    • Sinusgenerator
    • automatische Erfassung der Messdaten mit Lab View Software
weitere Forschungsgeräte
Ansprechpartner: Prof. Dr. Armin Feldhoff

NIEDERSACHSENPROFESSUR MOBILITÄT VON IONEN IN FESTKÖRPERN

Geräte der Arbeitsgruppe Heitjans

  • Solid State NMR
    •   NMR spectrometer Bruker Avance III 600 equipped with several static and MAS probes as well as a laser-heated MAS probe
    •   NMR spectrometer Bruker MSL 400, 5 – 400 MHz
    •   NMR spectrometer based on Bruker MSL 100, 5 – 250 MHz
    •   Cryomagnet (Bruker, Ultrashield Plus), 14.1 T for MAS NMR, 89 mm WB (shimmed)
    •   Cryomagnet (Oxford Instruments), 9.4 T, for MAS NMR, 89 mm WB (shimmed)
    •   Cryomagnet (Oxford Instruments), tunable, 0 – 8 T, 89 mm bore
    •   Probes for MAS-NMR (1.3 mm, 2.5 mm, 4 mm and 7 mm), SFG/PFG-NMR  
  • Impedance spectroscopy
    • Spectrometer Novocontrol Concept 41, 3·10-5 Hz – 40 MHz  
    • Spectrometer Hewlett-Packard 4192A, 5 Hz – 13 MHz
    • Amel NL4 impedance analyzer (lab experiment for graduate students)
    • Probes and furnaces (home-built)  
  • Electrochemistry
    • Potentiostat/Galvanostat/EIS VMP3 BioLogic, 8 channels (4 channels utilizable for impedance spectroscopy, 4 channels capable to measure low currents down to nA), 4 A boosterMemmert Wärmeschrank, ambient temperature - 120 °C  
  • Sample preparation
    • High energy ball mills Spex 8000;  Fritsch Pulverisette 7 Premium Line
    • Chemical vapor deposition chamber (home-built)
    • Chemical lab for sample preparation (e.g. intercalation processes)
    • Surface area analyzer Gemini 2375
    • Braun Glove Box  
  • β-NMR (no longer used in the group)
    • Spectrometer, mounted on a neutron guide at Jülich research reactor FRJ-2 (meanwhile shut down)  

    • a similar spectrometer at Hahn-Meitner Institut Berlin

Ansprechpartner: Prof. Dr. Heitjans

FORSCHUNGSGERÄTE KOMPLEXE GRENZFLÄCHEN UND MOLEKÜLE