Röntgengitterspektrometer mit
Mandreloptik für sehr hohe
Nachweisempfindlichkeit leichter
Elemente
RöMa
Drittmittelvorhaben IBB - ProFit
Dieses Projekt wird kofinanziert durch den
Europäischen Fonds für regionale Entwicklung
(EFRE).
Projektträger: Investitionsbank Berlin (IBB)
Koordinator: Dr. Th. Krist (NOB)
Projektpartner: - NOB Nano Optics Berlin GmbH
- PREVAC Präzisionsmechanik und Vakuum GmbH
- Institut für angewandte Photonik e.V.
Laufzeit: 01.08.2023 –31.07.2026
Ziel:. Das Gesamtziel besteht darin, ein neuartiges Röntgengitterspektrometer für den extremen
Ultraviolett- (XUV) und den weichen Röntgenbereich mit einer sehr hohen Nachweisempfindlichkeit für
leichte Elemente wie Lithium (Li) und Bor (B) zu erforschen, aufzubauen und in Proof-of-principle-
Experimenten zu testen. Erste Vorbetrachtungen weisen auf sehr vielversprechende Möglichkeiten hin,
im Vergleich zu den derzeit angebotenen Geräten die Zahl der nachgewiesenen Photonen durch
Vergrößerung des erfassten Raumwinkels um ein bis zwei Größenordnungen zu erhöhen. Gleichzeitig
kann die Intensität der störenden höheren Ordnungen, z. B. von Sauerstoff, durch Erhöhung der
Reflexionswinkel um mehrere Größenordnungen vermindert werden. Zur Erhöhung des Raumwinkels
wird im Projekt eine „Mandreloptik“ (MO) als Kondensor erforscht. Das ist der Teil eines innen
verspiegelten Ellipsoiden, der von einem Mandrel abgeformt wird, also eine Replika.
Leistungsmerkmale:
• E = (35 – 200) eV, mit separaten RZPs bis ca. 1000 eV
•Energieauflösungsvermögen (E/ΔE) ≈ 240 bei 72 eV
•Beugungseffizienz der RZP > 15 %
•Sensitivität < 1 % für Li in Verbindungen
•Raumwinkel, den die Optik erfasst: 0,2 sr für Li
•Kompaktes Instrument mit einer Gesamtlänge von (0,3 -1) m
Einsatzgebiete:
•Einsatz der neuen Spektrometer an Rasterelektronenmikroskopen (REM) und
Elektronenstrahlmikroanalysatoren (ESMA)
•Ortsaufgelöste Darstellung der Elementverteilung auf Oberflächen (Kathoden / Anoden).
Von Li-Ionen-Batterien
•Bestimmung der Bor-Anteile in dotierten Halbleitern als wichtiges Einsatzgebiet der
Spektrometer in der Mikroelektronik und Chipherstellung.
