Forschung

Preis für Wegbereiter der Elektronenmikroskopie

24.01.2014 - Maximilian Haider, Harald Rose und Knut Urban erhalten den Frontiers of Knowledge Award.

Die spanische BBVA Foundation würdigt die drei Wissenschaftler in der Kategorie Grundlagenforschung für die Entwicklung einer neuen Generation von aberrationskorrigierten Elektronenmikroskopen. Sie ermöglichen es erstmals, atomare Strukturen bis hin zu Lageverschiebungen im Pikometer-Bereich abzubilden und revolutionierten damit die Materialwissenschaften. Die Jury unterstreicht, dass die neuen Mikroskope „eine Schlüsseltechnologie in vielen Feldern der Grundlagen- und angewandten Forschung darstellen, die es erlaubt, die Auswirkungen von atomaren Verschiebungen auf Materialeigenschaften sowie atomare Wechselwirkungensdynamik zu studieren“. Der Preis ist mit 400 000 Euro dotiert.

Die Preisträger

Abb.: Prof. Maximilian Haider von der CEOS GmbH, Heidelberg, Prof. Harald Rose, Seniorprofessor an der Universität Ulm, und Prof. Knut Urban vom Forschungszentrum Jülich (Bild: KIT, Wikipedia, FZ Jülich)

Maximilian Haider von der CEOS GmbH, Heidelberg und Honorarprofessor am KIT, Harald Rose, Seniorprofessor an der Universität Ulm, und Knut Urban vom Forschungszentrum Jülich schlossen sich Anfang der 1990er-Jahre zusammen mit dem Ziel, die seit der Erfindung der Elektronenmikroskopie bekannten Bildfehler elektronenoptischer Linsen zu korrigieren. Sie entwickelten einen Korrektor mit einer ähnlich kompensierenden Wirkung wie die Zerstreuungslinse in einem Lichtmikroskop und stellten 1997 den Prototypen eines fehlerkorrigierten Elektronenmikroskops fertig.

Wichtigstes Element des Korrektors, den Maximilian Haider auf der Grundlage eines von Harald Rose vorgeschlagenen Konzepts gebaut hat, sind sich überlagernde magnetische, später auch elektrostatische Multipole. Die mikroskopischen Bilder sind allerdings nicht ohne weiteres direkt deutbar. Sie zeigen die atomaren Strukturen nicht direkt und sind stark beeinflusst durch die Gesetze der Quantenphysik. Erst aufwändige, von Knut Urban und seinen Kollegen am FZ Jülich entwickelte computergestützte quantenphysikalische Verfahren der Bildberechnung und -interpretation ermöglichten den Blick in die atomare Welt.

Der Prototyp des fehlerkorrigierten Elektronenmikroskops wurde zum Stammvater einer neuen Generation von kommerziellen Geräten, die ab 2004 auf den Markt kam. Heute produzieren alle großen Elektronenoptikunternehmen der Welt Mikroskope auf der Basis der neuen Elektronenoptik, die von CEOS geliefert bzw. in Lizenz gefertigt wird. Die Geräte sind ein Schlüsselinstrument in vielen Gebieten der modernen Wissenschaft und Technik. Die kurze Wellenlänge der Elektronenstrahlen erlaubt Auflösungen, die über zehntausend Mal größer sind als in Lichtmikroskopen.

FZ Jülich / KIT / AH

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