Anders als bei konventionellen Rasterelektronenmikroskopen können mit dem „Quattro S“ des Herstellers Thermo Scientific Proben nicht nur unter Hochvakuumbedingungen untersucht werden: Auch die Abbildung in einer kontrollierten Atmosphäre von bis zu 40 mbar Druck sowie unter Probentemperaturen zwischen -20 °C und 1400 °C ist möglich. Somit können beispielsweise Katalysatorpartikel in einer Umgebung, die ihren Arbeitsbedingungen nahekommt, „in operando“ untersucht werden. Darum wird das Gerät als „Environmental- und in-situ-Rasterelektronenmikroskop“ (EiREM) oder aus dem Englischen als „Environmental Scanning Electron Microscope“ (ESEM) bezeichnet.
Neben einer guten Ortsauflösung von 1 nm im konventionellen Hochvakuum-Modus verfügt das Gerät über eine Vielzahl weiterer Ausstattungsmerkmale:
- STEM-Detektor (Scanning Transmission Electron Microscopy)
Dieser Detektor nutzt Elektronen, die eine sehr dünne Probe durchstrahlen, zur Bildgebung und ermöglicht eine Abbildung der inneren Struktur der Probe mit einer sehr guten Ortsauflösung von bis zu 0,8 nm. - EDX-Detektor (Energy-dispersive X-ray spectroscopy)
Wie alle unsere Elektronenmikroskope ist auch das Quattro S mit einem EDX-Detektor ausgestattet, der von der Probe emittierte Röntgenstrahlung erfasst und eine qualitative und quantitative Bestimmung der Probenzusammensetzung ermöglicht. - EBSD-Detektor (Electron Backscatter Diffraction) „Lumis“
Die Aufnahme in diskrete Muster vorwärtsgestreuter Elektronen erlaubt die Unterscheidung kristallographischer Phasen und ihrer Orientierung in der Probe. - EBAC-Detektor (Electron Beam Absorbed Current)
Dieser Detektor misst den durch die Probe abfließenden Strom und eignet sich besonders für die Untersuchung leitfähiger Proben unter hohen Temperaturen. - GIS (Gas Injection System)
Über eine Nadel, die bis auf wenige µm an die Probenoberfläche herangefahren wird, kann diese mit reaktiven Gasen bis hin zu Kohlenmonoxid und Ammoniak in Kontakt gebracht werden. - Massenspektrometer
Ein an das Vakuumsystem des Mikroskops angeschlossenes Massenspektrometer kann gasförmige Spezies, die beispielsweise bei der thermischen Zersetzung einer Probe entstehen, detektieren und anhand ihrer Masse charakterisieren.
Mit diesen Optionen ist das Quattro S ein variabel einsetzbares Elektronenmikroskop, mit dem verschiedenste Proben unter einer Vielzahl von Umgebungsparametern untersucht werden können.
