Anhand eines einzigen elektronenmikroskopischen Bildes können Forschende der TU Graz die Art und genaue Position von Fremdatomen in Hightech-Werkstoffen bestimmen. Auch dem Rätsel um die blaue Farbe des Aquamarins kommen sie so auf die Spur.
Für ihre Experimente haben die Forschenden mit dem atomar auflösenden ASTEM-Mikroskop ein sogenanntes Z-Kontrast-Bild von dem Aquamarinkristall aufgenommen. Der Elektronenstrahl des ASTEM-Mikroskops wird dabei auf die Oberfläche der Kristallprobe fokussiert, er dringt aber auch in die Poren des Materials ein. Trifft er dort eingelagerte Ionen, erscheinen sie als helle Punkte im Bild. Anhand der Stärke des Kontrasts zu leeren Poren und den angrenzenden Gitterstrukturen können die Forschenden die Art der eingelagerten Ionen bestimmen und auch abschätzen, wie tief diese in den Poren sitzen. Diese Daten wurden statistisch analysiert und mit einer Vielzahl von Simulationen der Kristallstruktur abgeglichen, um die verschiedenen Einflussfaktoren auf das gemessene Signal abschätzen zu können. Ihre Ergebnisse haben die Forschenden jüngst in der Fachzeitschrift Communications Materials veröffentlicht.
https://www.nature.com/articles/s43246-024-00458-8
