Scanning Spectro-Microscopy

Scanning Spectro-Microscopy ist eine Technik, bei der ein Mikroskop die spektrale Information eines Materials auf mikroskopischer Ebene erfasst. Es kombiniert Bildgebung mit spektraler Analyse, um Informationen über die chemische Zusammensetzung und molekulare Struktur von Proben zu gewinnen.

Das von uns selbst gebaute Scanning-Mikroskop ist multimodal. Das bedeutet, dass wir gleichzeitig mehrere Eigenschaften einer Probe messen können. Dies wird dadurch ermöglicht, dass halbdurchlässige Spiegel das Licht an unterschiedliche Detektoren weiterleiten.

Schematische Darstellung des multimodalen Scanning-Mikroskops (Eigenbau).

Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy (FLIM)

Bei der Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy werden die Intensität und Lebensdauer der Fluoreszenz eines Farbstoffs gemessen. FLIM ermöglicht die räumliche Auflösung von Fluoreszenzprozessen und kann Informationen über lokale Umgebungsbedingungen (z. B. pH-Wert) liefern. Es wird häufig in der biomedizinischen Bildgebung eingesetzt.

FLIM-Ergebnisse einer Brom-reichen Metall-Halogenid-Perowskitschicht.

Multi-spectral Time-resolved Microscopy (spectral FLIM)

Diese Technik kombiniert spektrale und zeitliche Informationen. Sie ermöglicht die gleichzeitige Erfassung von Fluoreszenzsignalen bei verschiedenen Wellenlängen und Lebensdauern. Dadurch können Forscher detaillierte Informationen über lokale Materialzusammensetzungen erhalten.

Ergebnisse einer multispektralen FLIM-Messung einer FAPI-Schicht (gemessen mit dem 16-Kanal-Detektor mit einer spektralen Breite von 12.5 nm).

Hyper-Spectral Scanning Microscopy (SMAP)

Hyperspektrale Bildgebung erfasst Informationen über das gesamte elektromagnetische Spektrum. Es ermöglicht die Identifizierung von Materialien und die Untersuchung von Prozessen auf der Grundlage ihrer spektralen Signaturen.

Das Ergebnis einer solchen Messung können Sie als Animation betrachten, wenn Sie auf das Bild rechts klicken.

[Anklicken, um Animation zustarten.] Ergebnisse der hyperspektralen Scanning-Mikroskopie (genannt Spectral Mapping) einer FACs-Schicht. Die Probe wurde mit einem Laserspot von < 1 µm Durchmesser angeregt und mit einem Piezoscanner abgerastert. Die Photolumineszenz wurde mit einem Spektrometer mit einer spektralen Breite von etwa 1,0 nm aufgenommen.
[Anklicken, um Animation zustarten.]

Light Beam Induced Current (LBIC) Microscopy

Bei der LBIC-Mikroskopie wird ein Laserstrahl auf eine Solarzelle gerichtet. Der erzeugte Photostrom wird gemessen, um lokale elektrisch aktive Defekte zu identifizieren. LBIC ist eine wichtige Methode zur Charakterisierung von Solarzellen und zur Fehleranalyse.

Vergleich einer mikroskopischen Photostrom-Messung (links) mit einer Scanning-PL-Mikroskopie (Mitte) derselben Stelle einer Perowskitschicht. Beide Messungen wurden mit demselben Laserspot angeregt und mit demselben Piezoscanner abgerastert. Zum Vergleich rechts eine Elektrolumineszenzmessung im widefield-Verfahren.