Geowissenschaften, Bodenschätze, Energie und Ressourcen

Für die hochaufgelöste Abbildung und Analytik biologischer Proben ist es oftmals notwendig, die Probe im nativen Zustand zu untersuchen. Dank des patentierten JEOL Aqua Covers können selbst feuchte oder hydratisierte Proben in einem Rasterelektronenmikroskop bei niedrigem Druck abgebildet werden.

Abbildung eines Wassertropfens auf einer Rosenblatt-Oberfläche

Bildquelle: JEOL Ltd. (Präsentation Aqua Cover)

Papier als Massenprodukt kann kostengünstig produziert werden, wenn das Verhältnis von Fasern und Füllstoffen optimiert wird ohne die mechanischen und drucktechnischen Eigenschaften zu verändern. Hierzu ist es entscheidend, während der Papierentwicklung wie auch produktionsbegleitend, die Verteilung von Faser- und Füllstoff im Papier zu untersuchen. Die äußerst robusten Analytiksysteme von JEOL können im anspruchsvollen Routinebetrieb zur artefaktfreien Präparation wie auch zur präzisen morphologischen und chemischen Charakterisierung von Zellstoffen eingesetzt werden.

Planschnitt durch ein Blatt Papier

Bildquelle: JEOL (Germany) GmbH

Asbest wurde über Jahrzehnte hinweg als feuer- und temperaturfester Werk- und Dämmstoff eingesetzt. Nach der Entdeckung der gesundheitlichen Gefahren werden potentiell asbesthaltige Baustoffe in vielen Labors untersucht. Als einziger Hersteller bietet JEOL die hochleistungsfähige Kombination eigener Elektronenmikroskope und eigener Spektrometer als Komplettlösung für die normgerechte Asbestanalytik an.

Identifizierung einer Chrysotil-Faser mittels REM-Abbildung und EDX-Spektrum

Bildquelle: JED-Broschüre

Um die mechanischen Eigenschaften eines metallischen Gefüges zu definieren, wird das Bilden von Ausscheidungen gezielt eingesetzt. In Form von Verunreinigungen können diese jedoch auch unerwünscht sein. Um die Qualität einer Legierung beurteilen zu können, müssen die Morphologie sowie die chemische Zusammensetzung der Ausscheidungen bestimmt werden. Zu diesem Zweck bietet JEOL allumfassende Komplettlösungen, von der artefaktfreien Probenpräparation bis zur hochaufgelösten Analyse von der µm bis nm Ebene an.

Elementverteilungsbild einer Messinglegierung

Bildquelle: JEOL (Germany) GmbH

Li-Batterien werden unter anderem in Mobiltelefonen oder Kraftfahrzeugen verwendet. Der Nachweis in einem Mikroskop ist dank des neu entwickelten Leichtelementspektrometers von JEOL erstmals routine- und serienmäßig mit hoher räumlicher Auflösung und Nachweisempfindlichkeit möglich.

Identifizierung von Lithium in einer Li-Ionen-Batterie

Bildquelle: JEOL Ltd., SXES-Broschüre

Moderne Lackierungen sind in der Regel Mehrschichtsysteme. Bei makroskopisch sichtbaren Lackfehlern ist es von großer Bedeutung, jene Schicht zu ermitteln, in welcher die Ursache des Fehlers liegt. Die Präparationssysteme von JEOL ermöglichen die einfache und reproduzierbare Herstellung von artefaktfreien Querschnitten.

Querschnitt einer lackierten Metalloberfläche. Durchmesser des Einschlusses ca. 10µm

Bildquelle: JEOL Ltd., Broschüre CP

Fasern werden in vielen Industriezweigen eingesetzt, bspw. in der Textilverarbeitung oder als Konstruktionswerkstoff im Maschinenbau. Ihre strukturellen Eigenschaften lassen sich beispielsweise anhand eines Faserquerschnittes studieren. Hierfür bietet JEOL eine etablierte und leistungsfähige Komplettlösung zur einfachen, artefaktfreien Präparation und höchstauflösenden Abbildung und Analytik.

REM-Abbildung eines Querschnitts durch ein Faserbündel

Bildquelle: JEOL Ltd., Broschüre Ion Slicer

Die präzise Bestimmung von Gasen mit Kleinstunterschieden in ihrer atomaren Masse ist eine wichtige Aufgabe bei der Produktion von technischen Gasen. Die exakte Bestimmung aller Komponenten einer Gasmischung ist mit herkömmlichen Massenspektrometern nicht möglich. Die speziellen Hochleistungsmassenspektrometer von JEOL ermöglichen die Bestimmung und Analyse aller gasförmigen chemischen Verbindungen, inklusive atomaren Wasserstoffs.

Identifizierung von H2 und H in dem Massenspektrum einer Gasmischung

Bildquelle: JEOL Ltd., Broschüre JMS-MT3010HRGA, Seite 3

Für das Verständnis geologischer Prozesse sind hochaufgelöste Elementverteilungen von zentraler Bedeutung. Über Jahrzehnte hinweg haben sich JEOL Elektronenstrahlmikrosonden als perfekte Werkzeuge erwiesen um Diffusionsprofile und die räumliche Verteilung von Spurenelementen zuverlässig und automatisiert zu untersuchen. Die Nachweisgrenze bei dieser zerstörungsfreien Methode liegt bei bis zu weniger als 20 ppm.

Elementverteilungsbilder einer Gesteinsprobe

Bildquelle: JEOL (Germany) GmbH, Geoforschungszentrum Potsdam

In modernen Halbleiterbauteilen müssen komplexe, funktionelle Strukturen auf immer kleinerem Raum realisiert werden. Um Fehler zuverlässig zu lokalisieren und identifizieren zu können, ist eine genaue Analyse des Aufbaus und der Elementverteilung zwingend erforderlich. Mit den automatisierten Systemen von JEOL lassen sich Halbleiterbauteile zielgerichtet mit höchster Genauigkeit präparieren, abbilden und auf Fehler hin analysieren.

3-dimensionale Elementverteilung einer NAND-Schaltung

Bildquelle: JEOL Ltd., Broschüre/Präsentation JEM-2800

Fossile Kraftstoffe wie z.B. Diesel sind hochkomplexe Mischungen aus den verschiedensten linearen, zyklischen und aromatischen Kohlenwasserstoffen. Diese aufzutrennen und somit die Bestandteile des Kraftstoffes eindeutig zu bestimmen ist dabei von großer Bedeutung. Durch die Kombination von speziellen 2-dimensionaler GC-Techniken können JEOL Systeme exakte und schnelle Strukturinformationen liefern.

2-dimensionales Totalionenstrom-Chromatogramm (TICC) von Dieselkraftstoff mittels GCxGC/TOFMS; Auftrennung nach Siedepunkt (Abszisse) und Polarität (Ordinate)

Bildquelle: JEOL Ltd., Broschüre JMS-T200GC AccuTOF GCx, Seite 4

Der Nachweis von Seltenen Erden ist nicht nur in mineralogischen Proben von Interesse, sondern gewinnt durch die fortlaufende Entwicklung von Hochleistungsmikroelektronik  immer mehr an Bedeutung. Für den Nachweis der zumeist niedrigkonzentrierten Elemente setzt JEOL seit Jahrzehnten den Maßstab für energetisch und räumlich höchstauflösende Spurenelementanalytik.

Seltene Erden als Beispiel für Spurenelementanalytik

Bildquelle: JEOL (Germany) GmbH, Demoreport Uni. Wien (JXA)

Mineralien sind häufig als komplexe Strukturen aus einer Vielzahl von Elementen aufgebaut. Zur ortsaufgelösten Visualisierung der chemischen Zusammensetzung stellen Elementverteilungsbilder eine der wichtigsten Methoden dar. Mit Hilfe dieser Verteilungsbilder werden essentielle Informationen wie z.B. die Entstehung und die Struktur der zu untersuchenden Probe gewonnen. Für diese Aufgabe liefert JEOL die stabilsten sowie energetisch und räumlich höchstauflösenden Spektroskopie-Systeme.

Elementverteilungsbilder eines Symplektit-Schliffes

Bildquelle: JEOL (Germany) GmbH, Demoreport Uni. Wien (JXA)

Neuartige Werkstoffe werden immer häufiger hinsichtlich Ihres Einsatzgebietes maßgeschneidert hergestellt. Diese zielgerichteten Modifikationen erstrecken sich häufig bis zur Nanoskala. Die Charakterisierung  solch empfindlicher Oberflächen erfordert höchste Ansprüche an das bildgebende Instrument. Die hochauflösenden Rasterelektronenmikroskope von JEOL lassen sich routinemäßig in diesem Grenzbereich betreiben.

Oberflächenabbildung einer Zeolithverbindung

Bildquelle: JEOL Ltd.

Petroleum als weitverbreiteter Brennstoff besteht aus einem Gemisch flüssiger Kohlenwasserstoffe. Diese molekularanalytisch zu erfassen ist mittels massenspektrometrischen Standardmethoden nur sehr schwer möglich. JEOL-Systeme können auf schnelle und unkomplizierte Art und Weise mittels weicher Ionisierung das Molekulargewicht ohne Fragmentierung bestimmen.

Massenspektren von n-Alkan, aufgenommen mit Feldionisation (oben) und EIektronenstoßionisation (unten)

Bildquelle: JEOL Ltd., Broschüre T200GC-Petroleum_and_Petrochemical_Solutions