Raman-Spektrometer AFM Upgrade

Der Auftrag kann nur von einem bestimmten Wirtschaftsteilnehmer ausgeführt werden, da aus technischen Gründen kein Wettbewerb vorhanden ist. Für die Untersuchung bestimmter Bereiche einer Probe mittels multimodaler mikroskopischer Techniken zu Generierung eines ganzheitlichen Bildes der entsprechenden Eigenschaften ist dieses Gerät vorgesehen. Diese Messungen sollen helfen, z.B. Alterungsprozesse zu verstehen oder parasitäre Reaktionen, die zu einer Verschlechterung der Performance eines Systems führen können, detailliert nachzuvollziehen.
technische Anforderungen:
- Möglichkeit der Raman-Spektroskopie zur Integration mit dem im IMD 4 vorhandenen LabRAM Evolution Spektrometer der Firma Horiba
- Der AFM-Laser darf nicht die Erfassung der Raman-Daten stören
- Die Nutzung der AFM-Funktionen ohne Laser muss parallel zur Nutzung der vorhandenen konfokalen Laseroption des LabRAM Evolution möglich sein
- Kombination von AFM- und Raman-Spektroskopie-Messungen an der gleichen Stelle sowie die Möglichkeit für die Nutzung von TERS (Tip-enhanced Raman Spectroscopy), d.h. Möglichkeit, die AFM-Spitze seitlich mit einem Laser aus dem Raman-Spektrometer zu beleuchten
- Große Scansize von mindestens 90x90 µm um verschiedene Grenzflächen eines Zellstacks gleichzeitig erfassen zu können und dann relevante Bereiche näher anzuschauen
Messungen von raueren Proben (≥10 µm in z-Achse) müssen möglich sein, da z.B. zyklisierte Elektroden teilweise eine relativ große Rauigkeit aufweisen können (Dendritenwachstum, Quellen von Materialien, Atmung durch Lithiierung etc.)
- Abwechselnde Nutzung des C-AFM- und des KPFM-Modus ohne Austausch von Komponenten und damit notwendige Repositionierung der Spitze sowie die Möglichkeit des schnellen Wechsels zwischen beiden Modi zur Anwendung KPFM basierter Polarisations-Relaxationsmessungen zur Messung lokaler Diffusionskoeffizienten
- das Gerät ermöglicht die kontrollierte Einstellung des umgebenden Gases z.B. durch Einleiten von Schutzgas
- Nutzung bereits vorhandener Software für das Spektrometer
- Laserschutzklasse 1 für das AFM bei Kopplung mit dem Raman-Spektrometer

Das OmegaScope der Firma Horiba entspricht den oben genannten Anforderungen. Zudem kann durch die Kompatibilität des OmegaScope mit dem vorhandenen LabRAM Evolution die Nutzung beider Geräte auf einer vollständig integrierten Softwareplattform erfolgen. Dieses ermöglicht die Übertragung und Sicherstellung bereits vorhandener Forschungsergebnisse auf die neue Messmethode. Die Nutzung des AFMs ohne Raman-Funktion kann zudem trotzdem parallel mit Messungen im “konventionellen“ konfokalen Setup des Raman-Spektrometers erfolgen. Hinzukommend besteht die Möglichkeit, abwechselnd ohne Änderungen an der Hardware im C-AFM und KPFM-Modus zu arbeiten, so dass ein rasches Umschalten über die Software möglich ist
Das Rasterkraftmikroskop der Firma Horiba ermöglicht einen Scanbereich von mit 100x100x15µm, der AFM-Laser arbeitet in einem Wellenlängenbereich (1300 nm) der nicht mit der Aufnahme der Raman-Daten interferiert.
Aufgrund des Erfüllens der technischen Anforderungen, sowie der benötigten Kompatibilität mit dem bereits vorhandenen Gerät der Firma Horiba und mit der dazugehörigen Software, sowie der Sicherstellung bereits vorhandener Forschungsergebnisse kommt kein anderes Fabrikat in Betracht. Der Wettbewerb bietet keine kompatiblen Geräte für den beabsichtigten Forschungszweck an.