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Technical and Macromolecular Chemistry
Prof. Dr.-Ing. Guido Grundmeier
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Infrared spectroscopy

Vertex 70 & PMA 50/Bruker Optics

Infrared reflexion absorption spectroscopy (IRRAS) under variable angle of incidence (13-83°) is used for the analysis of thin films. At the heart of the spectrometer is a photoelastic modulator, which enables investigations of molecular monolayers on metallic surfaces via PM-IRRAS. Furthermore, we also employ a diffuse reflexion (DRIFT) cell for the investigation of single crystals and strongly scattering samples.

Infrared microscopy

Vertex 70/Bruker Optics

This setup features a Bruker Vertex 70 spectrometer on the left that is coupled to a Hyperion 1000 microscope. This enables IR spectroscopic investigations on defined spots on the sample surface with dimensions down to 20 µm. These measurements can be conducted in transmission, perpendicular reflexion, gracing-incidence reflexion (83°), and attenuated total reflextion (ATR) geometry. The other side of the IR spectrometer is coupled to a plasma cell, in which atmospheric and low-pressure plasmas can be generated. In this cell, complementary IRRAS, OES, SKP, and QCM measurements can be performed in parallel.

Infrared scattering scanning near field optical microscope

Anaysis NanoIR3s

The Anasys NanoIR3s is based on an atomic force microscope (AFM) equipped with an addtional IR laser. It thus provides information on the IR absorption of the surface materials at a lateral resolution of a few nanometers. In the photothermal mode, the thermal expansion of the sample surface underneath the AFM tip upon irradiation with an IR laser pulse is detected by a deflection of the AFM cantilever. This signal can be used to generate a FTIR spectrum or an IR map of the sample surface. In the latter case, the surface topography is being recorded in parallel to the local photothermal expansion at a fixed IR wavelength. This mode is ideal for thin films 20 - 500 nm in thickness and allows to collect chemical information in the wavenumber range 800 - 2000 cm-1. Furthermure, the NanoIR3s is also equipped with an IR scattering scanning near filed optical microscopy (sSNOM) mode, which can be used to characterize inorganic materials with low thermal expansion and optically active materials such as plasmonic nanostructures.  All these measurements can be conducted under temperature and humidity control and complemented by electrical surface charectarization using conducting AFM and SKPFM.

Raman Imaging Spektroskopie

Raman Imaging Spektroskop: Renishaw In Via Raman Spektroskop und Leica DM 2500 M Mikroskop

Das Raman Imaging Spektroskop ist ein modularer Aufbau aus einem Renishaw In Via Raman Spektroskop und einem Leica DM 2500 M Mikroskop. Die Anregung der Ramanstreuung kann variabel über einen Ar-Laser (633nm) oder einen Nd:YAG-Laser (532nm) erfolgen, die Detektion mittels eines hoch sensitiven, ultra rauscharmen RenCam CCD-Detektors.
Das Mikroskop verwendet N PLAN Objektive mit 5x, 10x, 20x, 50x, und 100x Vergrößerung, zusätzlich ein 63x Immersionsobjektiv und ein 50x long distance Objektiv.
Als Messmodi stehen konfokale und nicht konfokale spektrale Messungen sowie Oberflächenmapping mit einer maximalen lateralen Auflösung von 500nm zu Verfügung.
Zusätzlich kann das Raman Spektroskop auch als Fluoreszenzspektroskop verwendet werden.

 

 

Ellipsometrie

EP3-SW, Nanofilm Technology
  • Untersuchung von mikrostrukturierten Oberflächen
  • Bestimmung optischer Materialeigenschaften (Brechungsindex, Extinktionskoeffizient)
  • Bestimmung der Schichtdicke sehr dünner Filme im Bereich von 1 nm und einigen Mikrometern
  • Laterale Auflösung von 1 µm
  • Schichtdickenauflösung von 0,1 nm
  • Elektrochemische Fest-Flüssig-Zelle für elektrochemische Messungen von nicht-transparenten Proben in flüssiger Umgebung

 

Induktiv gekoppeltes Plasma - Optische Emmisionsspektroskopie ICP-OES

ICP-OES (Induktiv gekoppeltes Plasma), ARCOS, der Fa. SPECTRO

Mittels ICP-OES werden wässrige Lösungen analysiert. Die Empfindlichkeit des Systems ist sehr hoch, jedoch elementspezifisch. Nach Zerstäubung der Lösung gelangt diese in das axiale Argon-Plasma,  wobei das emittierte Licht über das CCD-Optiksystem, welches in Paschen-Runge Aufstellung angeordnet ist, detektiert wird. 
Aufgrund der kurzen Reaktions- und Messzeiten ist das zukünftige Ziel die Kopplung des Systems an elektrochemische Prozesse. 

 

 

The University for the Information Society