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Applikationslabore

Das INP verfügt über vielfälti­ge Dia­gnos­tik-Me­tho­den zur Ana­ly­se von Plas­ma­pro­zes­sen und Plas­maquel­len, von plas­ma­be­han­del­ten Oberflächen und spe­zi­el­len Plas­ma­an­wen­dun­gen, wie z.B. bio­me­di­zi­ni­sche An­wen­dun­gen und Licht­bo­gen­plas­men in Schalt­stre­cken, zum Schnei­den und zum Schweißen. Hier erhalten Sie einen Überblick über unsere Applikationslabore:

Die Eigenschaften von Materialien und die Wechselwirkung der Materialien mit der Umgebung sind vorrangig durch die Oberflächenbeschaffenheit bestimmt. Mit Hilfe der Plasmatechnologie ist es möglich, nahezu jede Oberflächeneigenschaft gezielt zu modifizieren und auf diese Weise neuartige Materialoberflächen mit speziellen Funktionen herzustellen. Die Analyse von Oberflächen ist eines der Spezialgebiete des INP. Das vorhandene Spektrum an Diagnostiken, das Know-how bei der Bedienung sowie die Methodik zur Auswertung der Messdaten werden stetig erweitert und verbessert.

Analyse von Topographie und Morphologie

  • Hochauflösende Rasterelektronenmikroskopie (HR- SEM)
    • laterale Auflösung 1,0 nm
    • effektive Vergrößerung: 1.000.000-fach
    • Mikroskopie ohne Artefakte unter Verwendung des Gentle-Beam Modus
    • (Beschleunigungsspannung ab 100 V, Metallisierung der Probe nicht notwendig)
    • quantitative 3D-Darstellung der Probenoberfläche
  • Transmissions-Rasterelektronenmikroskopie (STE M)
    • Auflösung im STEM-Bild 0,8 nm bei 30 kV
    • hochqualitative und ultradünne Querschliffe mittels Cross Section Polishing und Ultramikrotomie
  • Rasterkraftmikroskopie (AFM)
    • Scanbereich: max. 100 μm x 100 μm für Übersichtsaufnahmen
    • ≤ 10 μm x 10 μm für Detailaufnahmen
    • ≤ 1 μm x 1 μm für hochauflösende Aufnahmen
  • Profilometrie
    • Höhenauflösung: 4 nm
  • Weißlichtinterferometrie
    • 3D-Oberflächenprofilmeßgerät
    • Höhenauflösung: xx nm
  • Lichtmikroskopie mit 3D-Funktion
    • Auflicht- und Durchlichtmikroskopie

Bestimmung der chemischen Zusammensetzung, Bindung und Struktur

  • Hochauflösende Röntgen-Photoelektronen-Spektroskopie (XPS)
    • laterale Auflösung > 27 μm
    • Energieauflösung: 1 eV
    • 2D-Imagingmodus
  • Energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX)
    • schnelle quantitative Elementanalyse für Elemente ab Ordnungszahl 5 (Bor)
  • FTIR -Spektroskopie
    • Qualitative chemische Analyse funktioneller Gruppen im MIR- Spektralbereich
    • Probenspezifische Konfigurationen: ATR, IRR AS, Transmission

Bestimmung der Verschleißfestigkeit

  • Abrasionstest
    • Charakterisierung der Kratz- und Abriebfestigkeit von planaren Proben
  • Kalottenschliffverfahren
    • Schichtdickenmessung ab 200 nm
    • Diagnostik von Mehrschichtstrukturen
    • Charakterisierung der Abriebparameter der Schichten

Untersuchung von mechanischen Eigenschaften

  • Mikroindenter
    • Messbare Härte: 0,001 – 120.000 N/mm2
    • Vickers-Messkopf
    • Lastbereich: 0,1 bis 2000 mN
    • Kraftauflösung: < 400 nN
    • Wegauflösung: < 100 pm
  • Nanoindenter
    • Bestimmung von Härte und E-Modul dünner Schichten/Materialien
    • Lastbereich: 0,1 bis 100 mN
    • Kraftauflösung: 3 nN
    • Tiefenauflösung: 3 pm
    • Tiefenmessung bis 100 µm

Bestimmung von Kontaktwinkel und Oberflächenenergie

  • Kontaktwinkelmessgeräte
    • Minimales Tropfenvolumen: 0,5 μl
    • Testung mit bis zu 4 Flüssigkeiten
    • inklusive Videofunktion

Bestimmung der optischen Eigenschaften 

  • UV -Vis-Spektralphotometrie
    • Wellenlängenbereich: 100 nm bis 200 nm
    • optische Konstanten (Brechungsindex, Extinktionskoeffizient) und geometrische Schichtdicke von Einzelschichten
    • Abschätzung der Bandlücke von halbleitenden Materialien
  • Optische Ellipsometrie
    • Spektralbereich: 370 nm bis 1000 nm
    • grundlegende optische Konstanten
    • Dispersionseigenschaften der Schichten
    • Müller-Matrix
    • Schicht-Dicken von Multilayer-Systemen
    • Mikrospot-Analyse und Mapping
    • Einsatz im In-situ-Experiment möglich
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Kontakt

Dr. Antje Quade
Themenverantwortliche Oberflächendiagnostik
Projektleiterin
Tel.: +49 3834 - 554 3877
quadeinp-greifswaldde

Dr. Jan Schäfer
Themenverantwortlicher Oberflächendiagnostik
Projektleiter
Tel.: +49 3834 - 554 3838
jschaeferinp-greifswaldde

Das Licht­bo­gen­la­bor dient vor­ran­gig an­wen­dungs­ori­en­tier­ten For­schun­gen zur Erhöhung der Zu­verlässig­keit und Le­bens­dau­er von Schalt­geräten. Da­zu wer­den Ex­pe­ri­men­te an Lichtbögen im Va­ku­um oder auch bei Norm­al­druck durch­geführt. Spe­zi­fi­sche An­ord­nun­gen er­lau­ben, das Ver­hal­ten der Lichtbögen so­wie die Be­las­tung der Elek­tro­den in Schal­tern der Nie­der-, Mit­tel- oder Hoch­span­nungs­tech­nik bei un­ter­schied­li­chen Pulslängen nach­zu­stel­len, et­wa durch ge­eig­ne­te Elek­tro­den­a­n­ord­nun­gen in Va­ku­um­kam­mern oder die Ver­wen­dung von Ab­branddüsen. Gleich­zei­tig können die Auf­bau­ten für Grund­la­gen­un­ter­su­chun­gen an Hoch­strom-Lichtbögen und ih­rer In­ter­ak­ti­on mit Elek­tro­den, Wänden und ex­ter­nen Ma­gnet­fel­dern ge­nutzt wer­den. Ein Al­lein­stel­lungs­merk­mal des La­bors ist die An­kopp­lung spe­zi­fi­scher op­ti­scher Dia­gnos­tik zur phy­si­ka­li­schen Ana­ly­se der Lichtbögen. So er­laubt die op­ti­sche Emis­si­ons­spek­tro­sko­pie die Mes­sung von Tem­pe­ra­tu­ren und Spe­zies­dich­ten im Licht­bo­gen und dar­aus die Be­stim­mung al­ler re­le­van­ten Plas­ma­ei­gen­schaf­ten. 

Hoch­ge­schwin­dig­keits­ana­ly­sen die­nen der Un­ter­su­chung der Struk­tur und Dy­na­mik. Zugäng­lich ist auch die Oberflächen­tem­pe­ra­tur von Elek­tro­den.

Der La­borauf­bau um­fasst ins­be­son­de­re: 

  • Ver­suchs­stand zum Be­trieb von Hoch­strom-Lichtbögen mit­tels Stoßstrom-Ge­ne­ra­to­ren mit fol­gen­den Pa­ra­me­tern (Spit­zen­wer­te): Si­nusförmi­ger Strom­im­puls 80 kA/5 ms, 40 kA/10 ms, oder 25 kA/20 ms, Recht­eck­im­pul­se bis 10 kA/2 ms oder 2kA/10ms, fle­xi­ble Elek­tro­den­a­n­ord­nung ein­sch­ließlich An­trieb zur Elek­tro­dens­e­pa­ra­ti­on
  • Va­ku­um­kam­mer ein­sch­ließlich Elek­tro­den­hal­te­rung und ein­sei­ti­gem An­trieb so­wie um­fang­rei­chen Zugängen für Son­den­mes­sun­gen und op­ti­sche Dia­gnos­tik
  • Elek­tri­sche Mess­tech­nik und op­ti­sche Sen­so­rik (Pho­to­di­oden) zur Auf­nah­me von Zeit­rei­hen von Strom, Span­nung und Strah­lungs­si­gna­len in aus­gewähl­ten Spek­tral­be­rei­chen ein­sch­ließlich spe­zi­fi­scher Aus­wer­te­ver­fah­ren
  • 0.5 bzw. 0.75 m Spek­tro­gra­phen mit in­ten­si­vier­ten CCD-Ka­me­ras (Ein­zel­bil­der mit Be­lich­tungs­zei­ten im Zeit­be­reich von ns bis ms) zur op­ti­schen Emis­si­ons­spek­tro­sko­pie, ins­be­son­de­re für zeit­lich, räum­lich und spek­tral hoch­auflösen­de Mes­sun­gen von Spek­tren im Spek­tral­be­reich von 300 nm bis 900 nm bei ei­ner spek­tra­len Auflösung von ca. 0.05 nm
  • Hoch­ge­schwin­dig­keits­ka­me­ra­tech­nik für bis zu 70000 frames/s zur Licht­bo­gen­be­ob­ach­tung ein­sch­ließlich spek­tral se­lek­ti­ver Fil­ter (schmal­ban­di­ge MIF, Kan­ten­fil­ter, Pol­fil­ter) und spe­zi­el­len Op­ti­ken für die par­al­le­le Be­ob­ach­tung mit zwei un­ter­schied­li­chen Fil­tern (Dop­pel­bil­d­op­tik) und ei­ner Ka­me­ra
  • Höchst­ge­schwin­dig­keits­ka­me­ra (4 un­abhängi­ge Bil­der in­ner­halb von z.B. 5 ns mit Be­lich­tungs­zei­ten ab 3 ns) so­wie Stre­ak­ka­me­ra (Zeit­auflösung <1 ns, ei­ne Orts­di­men­si­on) für die Be­ob­ach­tung von Zünd­vorgängen im ns-Be­reich
  • Ther­mo­gra­fie/Py­ro­me­trie zur berührungs­lo­sen Mes­sung von Tem­pe­ra­tu­ren von Oberflächen u.a. von Elek­tro­den Die Dia­gnos­tik­ein­rich­tun­gen (Spek­tro­sko­pie, Hoch­ge­schwin­dig­keits­ka­me­ra und Ther­mo­gra­fie) sind auch mo­bil verfügbar und können für ex­ter­ne Mes­sun­gen ein­ge­setzt wer­den.

Kontakt

Dr. Sergey Gortschakow
Leitung Plasmastrahlungstechnik
Tel.: +49 3834 - 554 3820
sergey.gortschakowinp-greifswaldde

Im Mit­tel­punkt der an­wen­dungs­ori­en­tier­ten For­schungs­ak­ti­vitäten ste­hen Un­ter­su­chun­gen zur Pro­zess­si­cher­heit, Sta­bi­lität und Ef­fi­zi­enz beim Licht­bo­gen­schweißen. Der Fo­kus liegt in der zeit- und orts­auf­gelösten Ana­ly­se des Licht­bo­gens, sei­ner Ansätze an den Elek­tro­den, des Ma­te­ri­al­trans­fers und des Schmelz­ba­des. Die Plas­ma­dia­gnos­tik er­laubt die Mes­sung von Tem­pe­ra­tu­ren und Spe­zies­dich­ten im Licht­bo­gen und dar­aus die Be­stim­mung al­ler re­le­van­ten Plas­ma­ei­gen­schaf­ten. Hoch­ge­schwin­dig­keits­ana­ly­sen die­nen der Un­ter­su­chung der Struk­tur und Dy­na­mik von Licht­bo­gen und Ma­te­ri­al­trans­fer bis hin zu Zünd­pro­zes­sen. Zugäng­lich ist auch die Oberflächen­tem­pe­ra­tur von Schmel­ze, Trop­fen­de­pot und Trop­fen.

Für die Un­ter­su­chun­gen ste­hen spe­zi­ell aus­gerüste­te La­bo­re für die Dia­gnos­tik an pra­xis­nah nach­ge­bil­de­ten Schweißpro­zes­sen mit mo­der­ner Mess­geräteaus­stat­tung zur Verfügung, ins­be­son­de­re:

  • Ver­suchsstände mit fes­ter Bren­ner­hal­te­rung und fle­xi­bler Be­we­gung von Test­werkstücken un­ter dem Bren­ner zur op­ti­schen Ana­ly­se des Pro­zes­ses aus ver­schie­de­nen Blick­win­keln, u.a. auch par­al­lel zur Werkstück­oberfläche bzw. Hal­te­rung von wei­te­ren Geräten (La­ser, Sen­so­ren etc.) zur Kon­trol­le oder Be­ein­flus­sung ein­sch­ließlich Gas­ver­sor­gung, Ab­sau­gung und Strah­lungs­schutz
  • Strom­quel­len ver­schie­de­ner Her­stel­ler (u.a. Fro­ni­us CMT ad­van­ced 4000R, EWM Pho­enix 521 pro­gress pul­se cold­arc) so­wie ei­ne frei pro­gram­mier­ba­re Quel­le (Top­Con Qua­dro)
  • Elek­tri­sche Mess­tech­nik und op­ti­sche Sen­so­rik (Pho­to­di­oden) zur Auf­nah­me von Zeit­rei­hen von Strom, Span­nung und Strah­lungs­si­gna­len in aus­gewähl­ten Spek­tral­be­rei­chen ein­sch­ließlich spe­zi­fi­scher Aus­wer­te­ver­fah­ren und spek­tral hoch­auflösen­de Mes­sun­gen von Spek­tren im Spek­tral­be­reich von 300 nm bis 900 nm bei ei­ner spek­tra­len Auflösung von ca. 0.05 nm
  • 0.5 bzw. 0.75 m Spek­tro­gra­phen mit in­ten­si­vier­ten CCD-Ka­me­ras (Ein­zel­bil­der mit Be­lich­tungs­zei­ten im Zeit­be­reich von ns bis ms) zur op­ti­schen Emis­si­ons­spek­tro­sko­pie, ins­be­son­de­re für zeit­lich, räum­lich und spek­tral hoch­auflösen­de Mes­sun­gen von Spek­tren im Spek­tral­be­reich von 300 nm bis 900 nm bei ei­ner spek­tra­len Auflösung von ca. 0.05 nm
  • Höchst­ge­schwin­dig­keits­ka­me­ra (4 un­abhängi­ge Bil­der in­ner­halb von z.B. 5 ns mit Be­lich­tungs­zei­ten ab 3 ns) so­wie Stre­ak­ka­me­ra (Zeit­auflösung 1 ns, ei­ne Orts­di­men­si­on) für die Be­ob­ach­tung von Zünd­vorgängen im ns-Be­reich
  • Ther­mo­gra­fie/Py­ro­me­trie zur berührungs­lo­sen Mes­sung von Tem­pe­ra­tu­ren von Oberflächen u.a. von Elek­tro­den
  • Rönt­gen­com­pu­ter­to­mo­gra­fie zur zerstörungs­frei­en Dia­gnos­tik von Elek­tro­den oder Werk­stoff­pro­ben

Die Dia­gnos­tik­ein­rich­tun­gen (Spek­tro­sko­pie, Hoch­ge­schwin­dig­keits­ka­me­ra und Ther­mo­gra­fie) sind auch mo­bil verfügbar und können für ex­ter­ne Mes­sun­gen ein­ge­setzt wer­den. 

Kontakt

Dr. Sergey Gortschakow
Leitung Plasmastrahlungstechnik
Tel.: +49 3834 - 554 3820
sergey.gortschakowinp-greifswaldde

Im Mit­tel­punkt der an­wen­dungs­ori­en­tier­ten For­schungs­ak­ti­vitäten ste­hen Un­ter­su­chun­gen zur Erhöhung der Le­bens­dau­er und Zu­verlässig­keit von elek­tro­tech­ni­schen Be­triebs­mit­teln un­ter be­son­de­rer Berück­sich­ti­gung von As­pek­ten der Um­welt­scho­nung und En­er­gie­ef­fi­zi­enz. Fol­gen­de The­men­ge­bie­te wer­den der­zei­tig in den La­bo­ren für Hoch­span­nungs- und Hoch­strom­tech­nik (am ge­mein­sa­men Lehr­stuhl der Uni­ver­sität Ros­tock) be­ar­bei­tet:

  • Elek­tri­sche Kon­tak­te und Ver­bin­dun­gen: Lang­zeit­sta­bi­lität (Al­te­rungs­ver­hal­ten), ther­mi­sche Aus­le­gung (Mo­del­lie­rung), Ge­stal­tung (Ma­te­ri­al und Oberflächen) 
  • Tei­l­ent­la­dungs­dia­gnos­tik und Ana­ly­se von elek­tri­schen Be­triebs­mit­teln und Kom­po­nen­ten 
  • Un­ter­su­chun­gen zum Al­te­rungs­ver­hal­ten von Iso­lier­stof­fen un­ter Ex­trem­be­din­gun­gen 
  • Licht­bo­gen­plas­men: Ex­pe­ri­men­te, Mo­del­lie­rung und Dia­gnos­tik von Schalt­lichtbögen

Für die Un­ter­su­chun­gen ste­hen La­bo­re für Hoch­strom- und Hoch­span­nung mit mo­der­ner Mess­geräte–Aus­stat­tung zur Verfügung. 

Hoch­span­nungs­la­bor mit di­gi­ta­lem Mess­sys­tem und Mess­ein­rich­tun­gen für Tei­l­ent­la­dun­gen (Grundstörpe­gel <1 pC), für Wech­sel­span­nung bis 100 kV, Gleich­span­nung bis 130 kV, Im­puls­span­nung 135 kV 

Tei­l­ent­la­dungs­dia­gnos­tik mit Tei­l­ent­la­dungs-Ana­ly­se­sys­tem (IEC 60270, UHF, Akus­tik), Wi­der­stands­mess­sys­tem (35 TÙ, Prüfspan­nung 10 kV), Dielectric re­s­pon­se ana­ly­zer (200V, 100 ìHz bis 5 kHz) 

Kli­ma­la­bor mit Kli­ma­kam­mer für Abkühl- und Erwärmungs­zy­klen (-70 - +180 °C), Wärme­schränke (+250 °C) 

Hoch­strom­la­bor mit Dau­er­strom­ver­suchsständen (max. 3000 A), Tem­pe­ra­tur­er­fas­sung mit­tels Ther­mo­sen­so­ren so­wie In­fra­rot­ka­me­ra­tech­nik

Kontakt

Prof. Dr. Dirk Uhrlandt
Forschungsbereichsleiter Materialien und Energie
Tel.: +49 3834 - 554 461
uhrlandtinp-greifswaldde

Im Mittelpunkt der anwendungsorientierten Forschungsaktivitäten in der Abteilung Plasmadiagnostik stehen Untersuchungen zur Prozessüberwachung und Prozesskontrolle insbesondere bei molekularen Plasmaprozessen. Der Fokus liegt dabei auf der zeit- und ortsaufgelösten qualitativen und quantitativen chemischen Analyse von molekularen Plasmen, sowohl in der Gasphase als auch an Oberflächen.

Die Plasmadiagnostik erlaubt die absolute Messung von Energie- und Temperaturverteilungen sowie Dichten von stabilen und transienten Spezies im Plasma mittels Sondendiagnostik, Absorptionsspektroskopie und optischer Emissionsspektroskopie und daraus die Bestimmung alle relevanten chemische Prozesse.

Für die Untersuchungen stehen speziell ausgerüstete Labore für die Diagnostik an praxisnah nachgebildeten chemischen Plasmaprozessen mit modernster Messgeräteausstattung zur Verfügung, insbesondere der laserbasierten Plasmadiagnostik. Spektroskopische Fragestellungen werden dabei im Spektralbereich von Ultraviolett bis Terahertz bearbeitet.

In 2019 wurde das neue Applikationslabor Plasmadiagnostik mit Schwerpunkt auf Atmosphärendruck- quellen gegründet. In diesem Labor werden verschiedene Diagnostiken des Instituts an einem Ort gebündelt, um eine zentrale Anlaufstelle zur Charakterisierung von Atmosphärendruckplasmen bereitzustellen. Zukünftig werden hier wichtige Kenngrößen wie beispielsweise die Elektronendichte oder atomare und molekulare Teilchendichten in unterschiedlichen Quellen quantifiziert.

Zur quantitativen Bestimmung wichtiger Kenngrößen wie die der Speziesdichten und deren Temperaturen, der Energieverteilung geladener Teilchen sowie zur Charakterisierung aller relevanten chemischen Reaktionspfade kommen in den Laboren der Abteilung Plasmadiagnostik folgenden Methoden zum Einsatz:

  1. Absorptionsspektroskopie im UV-Vis-Mid-IR-THz
  2. Resonatorbasierte Laserspektroskopie
  3. Laserinduzierte Fluoreszenz (UV-VIS)
  4. Optische Emissionsspektroskopie (UV-VIS)
  5. Sondendiagnostik
  6. Mikrowelleninterferometrie 50 und 150 GHz
  7. Massenspektrometrie
  8. Synchronisierte elektrische und optische sub-ns Diagnostik

Die Diagnostikmethoden sind auch für den mobilen Einsatz geeignet und können für externe Messungen eingesetzt werden.

Kontakt

Dr. Jean-Pierre van Helden
Leitung Plasmadiagnostik
Tel.: +49 3834 554 3811
jean-pierre.vanheldeninp-greifswaldde

Das INP verfügt über ein mikrobiologisches Labor der Sicherheitsstufe 2 nach § 44 Infektionsschutzgesetz (IfSG), das Tätigkeiten mit Krankheitserregern gemäß § 49 IfSG und § 13 Biostoffverordnung erlaubt. Die aktuellen Forschungsarbeiten umfassen Phyto- und Humanpathogene der Risikogruppen 1 und 2. Die verwendeten Mikroorganismen sind:

  • Bacillus atrophaeusEndosporen
  • Candida albicans
  • Enterococcus faecium
  • Escherichia coli
  • Geobacillus stearothermophilusEndosporen
  • Listeria innocua
  • Listeria monocytogenes
  • Micrococcus luteus
  • Pectobacterium carotovorum
  • Pseudomonas fluorescens
  • Pseudomonas marginalis
  • SalmonellaEnteritidis
  • SalmonellaTyphimurium
  • Staphylococcus aureus

Darüber hinaus verfügt das Institut über Kooperationen mit akkreditierten und zertifizierten Prüflaboren im Bereich der Hygiene und nimmt innerhalb von Forschungsprojekten an Ringversuchen teil.

Kontakt

Dr. Veronika Hahn
Tel.: +49 3834 - 554 3872
veronika.hahninp-greifswaldde

Ent­wick­lung von Plasmaquellen und Plas­ma­ver­fah­ren zur Des­in­fek­ti­on und Ste­ri­li­sa­ti­on von biorelevanten Materialien und Me­di­zin­pro­duk­ten; Hy­gie­ni­sie­rung von Le­bens­mit­tel­pro­duk­ten. 

Im Fo­kus der Ent­wick­lung ste­hen der­zeit fol­gen­de Sys­te­me:

  • Plasmagasverfahren zur Aufbereitung von Medizinprodukten
  • Plasmagasverfahren zur schonenden Haltbarmachung von Lebensmittelprodukten
  • Spezialplasmaquellen zum Einbau in Endoskope zur Unterstützung der Aufbereitung und für therapeutische Anwendungen
  • Plasmaverfahren zur antimikrobiellen Beschichtung

Ne­ben ver­schie­de­nen plas­ma­dia­gnos­ti­schen Me­tho­den (OES, LIF, MW-In­ter­fe­ro­me­trie) ste­hen zur Un­ter­su­chung und Op­ti­mie­rung der An­la­gen haus­in­ter­ne mi­kro­bio­lo­gi­sche La­bo­re zur Verfügung und können ex­ter­nen Nut­zerinnen und Nutzern zur Verfügung ge­stellt wer­den.

Kontakt

Prof. Jürgen Kolb
Forschungsschwerpunktleiter Dekontamination
Tel.: +49 3834 - 554 3950
juergen.kolbinp-greifswaldde

Be­reit­stel­lung, Op­ti­mie­rung und Ent­wick­lung von Me­tho­den und Sys­te­men der Hoch­fre­quenz­tech­nik. Ihr Ein­satz er­streckt sich vom Klein­si­gnal­be­reich für dia­gnos­ti­sche An­wen­dun­gen bis hin zum Großsi­gnal­be­reich zum Trei­ben von Mi­kro­wel­len­plas­maquel­len.

Im Fo­kus ste­hen der­zeit fol­gen­de Sys­te­me:

  • (fre­quenz­auf­gelöste) Mi­kro­wel­len­in­ter­fe­ro­me­trie in lei­tungs­ge­bun­de­nen und frei ge­strahl­ten Sys­te­men bis 150 GHz
    • Elek­tro­nen­dich­te­be­stim­mung: 1012 – 1022 m-3, ∆t < 1 µs
    • Be­stim­mung von Per­mit­ti­vität und Per­me­a­bi­lität
  • Ent­wick­lung und Im­ple­men­tie­rung  von strahl­for­men­den Ele­men­ten (Spie­gel und Lin­sen) zur An­pas­sung von Gaußschen Strah­lengängen bis 150 GHz
  • fre­quenz­auf­gelöste Re­flek­to­me­trie in lei­tungs­ge­bun­de­nen und frei ge­strahl­ten Sys­te­men bis 50 GHz
    • Ein­tor-In­ter­fe­ro­me­trie zur Elek­tro­nen­dich­te­be­stim­mung
  • An­pas­sung und Op­ti­mie­rung von Me­tho­den der di­gi­ta­le Si­gnal­ver­ar­bei­tung
  • Ent­wick­lung von Mi­kro­wel­len­leis­tungs­kom­po­nen­ten zur Ma­ni­pu­la­ti­on von Streu­pa­ra­me­tern
    • Pha­sen­schie­ber
    • An­pas­sungs­netz­wer­ke
    • Mo­den­kopp­ler
    • Bar­rie­re­freie Re­ak­tor­zugänge
  • Ent­wick­lung von Mi­kro­wel­len­plas­maquel­len
    • Mi­ni-MIP (Leis­tun­gen < 100 W)
    • Plexc (Leis­tun­gen < 1500 W)

Die Ent­wick­lungs­ar­bei­ten in den auf­geführ­ten Tätig­keits­fel­dern wer­den durch nu­me­ri­sche Hilfs­mit­tel wie Mat­lab©, Com­sol Mul­ti­phy­sics© und CST Mi­cro­wa­ve Stu­dio© un­terstützt. Die da­mit er­ziel­ten Er­geb­nis­se können mit Hil­fe von Sys­te­men zur Netz­werkana­ly­se mit ei­nem Mess­be­reich bis hin zu 50 GHz va­li­diert wer­den.

Kontakt

Dr. Jörg Ehlbeck
Leitung Plasmabiotechnik
Tel.: +49 3834 - 554 458
ehlbeckinp-greifswaldde

Das Labor für Materialcharakterisierung bietet eine umfassende Auswahl an analytischen Techniken zur Präparation und Untersuchung von Materialien. Dazu können unter anderem die kristallographischen Eigenschaften wie Phasenzusammensetzung, Kristallitgröße, Zellgeometrie und Besetzung von Gitterplätzen studiert werden. Weiterhin können in elektrochemischen Methoden die Leitfähigkeit der Materialien in Bezug auf ihre Körner und Korngrenzen und die zugrundeliegenden Transportprozesse aufgelöst werden. Eine Erweiterung im Portfolio stellen Aufbauten zur Ermittlung der Gaspermeation (Wasserstoff, Sauerstoff) in Materialien dar.

Bruker D8 Advance Röntgendiffraktometer:  Cu Kα Röntgenquelle, Messung in Bragg-Brentano-Geometrie oder steifendem Einfall im 2θ Winkelbereich 5°-140° und mit einer Auflösung von 0.02°. Detektion mittels LYNXEYE Punkt- oder Lineardetektor. Röntgendiffraktometrie (XRD) zur Aufklärung der Kristallstruktur in dünnen Schichten und Pulvern und Kristallitgrößenbestimmung. Auswertung mittels Diffrac Eva (Zugang zu Datenbanken ICSD und PDF) und Rietveld Refinement mittels TOPAS Software.

MasterSizer 2000 von Malvern Instruments: Messung der Korngrößenverteilung von Pulvern im Bereich von 20 nm bis 2 mm; Zusatzfunktionen sind die Berechnung der spezifischen Oberfläche, sowie der gemittelten Teilchengröße. Die Darstellung erfolgt über die Volumenverteilung und die Häufigkeitsverteilung. Zu untersuchende Partikel können sowohl trocken als auch nass dispergiert werden.

Renishaw inVia Raman Mikroskop: Ramanspektroskopie mittels einer RL532C100 Laserquelle (λ = 532 nm, Pmax>1W) zur Charakterisierung von Materialien anhand von Phononenschwingungen in Festkörpern oder von Molekülschwingungen. Der Messbereich umfasst Wellenzahlen von 100 cm^-1 bis 3600 cm ^-1. Die Spektren werden mittels der WiRE (Windows-based Raman Environment) Software ausgewertet.

Digitalmikroskop Keyence: 2D- und 3D Aufnahmen mit bis zu 1000-facher Vergrößerung

FTIR-Spektrometer: Bruker VERTEX 70v: digitales FTIR-Vakuum-Spektrometer für Messungen im MIR- (8000 bis 350 cm-1) und FIR-Bereich (600 bis 50 cm-1) mit streifender Reflexionseinheit, ATR-Einheit für beide Spektralbereiche und variabler Reflexionseinheit

Buehler Querschnittspräparation: Mechanische Poliermaschine Buehler EcoMet250 und Präzisionssäge IsoMet 4000, Polituren bis 50nm.

Zahner TLS03 und Autolab PGSTAT 302N inklusive eines Impdanz Jigs Für AC Impedanzspektroskopie im Bereich von 0.1 Hz bis 10 MHz unter optionaler Verwendung von DC Bias zur Auflösung der Korn und Korngrenzenleitfähigkeit in unterschiedlichen Atmosphären. Weiterhin zyklische Voltammetrie für Untersuchungen zu Korrosionsverhalten und chemischen Reaktionen.

Wasserstoffpermeationsmesstand: Messung des Permeationsstromes zur Ermittlung der Diffusivität und Permeabilität von Wasserstoff in Materialien mittels eines Massenspektrometers.

Ein Teststand für Ammoniaksynthese durch Elektrolyse, sowie ein Messjig zur Bestimmung der Sauerstoffpermeabilität befinden sich derzeit im Aufbau.

Kontakt

Dr. Marcel Wetegrove
Tel.: +49(0) 3834 554 3944
marcel.wetegroveinp-greifswaldde

Jan Wallis
Tel.: +49(0) 3834 554 3822
jan.wallisinp-greifswaldde

Das "PiL Materials Lab" ist ein neues Anwendungslabor am INP mit einer Reihe von Batch- und Durchflussreaktoren sowie einem Portfolio von gepulsten Hochspannungsgeneratoren für die schnelle Synthese von Nanopartikelsuspensionen aus flüssigen oder festen Precursoren bei Atmosphärendruck. Eine einzigartige Kombination von Expertisen in Chemie, Physik und Ingenieurwesen ermöglicht die präzise Anpassung modularer Syntheserouten für Hybride und komplexe Nanomaterialien, wie Elektroden- und Membranmaterialien und Katalysatoren.

Folgende Plasmaquellen und Reaktoren stehen für die Nanopartikelsynthese zur Verfügung:

Kurita pekuris (CAMI II):

  • Modell MPP-HV04
  • Bipolarer Pulsmodulator in der Flüssigkeit mit SiC-Leistungsbauelement
  • Spannung < 10 kV
  • Frequenz 2 - 200 kHZ
  • Pulslänge von 150 ns - 1,5 µs bei 200 kHz
  • Leistung 1,5 kVA

Kurita pekuris (CAMI III):

  • Modell MPP04-B4-300-D230
  • Bipolarer Pulsmodulator in der Flüssigkeit mit SiC-Leistungsbauelement
  • Spannung < 10 kV
  • Frequenz 3 - 300 kHZ
  • Pulslänge von 150 ns - 1,1 µs bei 300 kHz
  • Leistung 1,5 kVA

Plasma in Flüssigkeit Reaktor 1 (PiL R1)

  • Quarzreaktor (Gesamtvolumen 20 ml)
  • Spitze zu Platte Konfiguration (W-Elektrode und Mo-Platte)
  • Ar-Durchfluss durch den Elektrodenhalter
  • Kühlplattensystem angeschlossen an ein Thermostatbad

Plasma in Flüssigkeit Reaktor 2 (PiL R2)

  • Teflonreaktor mit innerem Quarzglas
  • Gesamtvolumen 150 ml
  • Spitze zu Spitze Konfiguration mit Ar-Durchfluss durch die Elektrodenhalter
  • Kühlplattensystem angeschlossen an ein Thermostatbad

Plasma in Flüssigkeit Reaktor 3 (PiL R3)

  • Teflon-Reaktor für die Vanadium-Synthese
  • Gesamtvolumen 250 ml
  • Spitze zu Spitze Konfiguration mit Ar-Durchfluss durch die Elektrodenhalter
  • Innerer Elektrodenhalterdurchmesser 2 mm
  • Durchfluss-Außenkühlsystem, angeschlossen an ein Thermostatbad

Plasma in Flüssigkeit Reaktor 4 (PiL R4)

  • Teflon-Reaktor für die Graphen-Synthese
  • Gesamtvolumen 250 ml
  • Spitze zu Spitze Konfiguration mit Ar-Durchfluss durch den Boden
  • Durchmesser  der innere Elektrodenhalter: 2 und 4 mm
  • Durchfluss-Außenkühlsystem, angeschlossen an ein Thermostatbad

Kontakt

Camila Andrea Rojas Nunez
Tel.: +49(0) 3834 554 3947
camila.rojas-nunezinp-greifswaldde

Tilo Schulz
Tel.: +49(0) 3834 554 3963
tilo.schulzinp-greifswaldde

Das Applikationslabor “PVD–Prozesse und Schichten“ bündelt die langjährige Expertise des INP hinsichtlich Dünnschicht- und Nanomaterialsynthese mittels Vakuum- und Plasma-basierter Methoden. Es sind Reaktoren für simultanes Multitarget-Sputtering und Hochleistungsimpulsmagnetronsputtering sowie Plasma-Ionen gestützte Abscheidungen verfügbar. In Kombination mit hauseigener Engineeringexpertise werden in diesem Applikationslabor Wege zu neuartigem Material- und Schichtdesign für Energieanwendungen, Korrosionsschutz sowie Barrierebeschichtungen geebnet.

HEIDI: Reaktor für Hochleistungsimpulsmagentronsputtern (HiPIMS)

  • Hochleistungspulse in der Anzeit von z.B. P = 107 W/m2, 500 μs
  • Polarisierter Probenhalter (bis zu 30 kV) für Plasma-Ionen Immersions-Implantation (PIII)
  • Multitarget-MS Prozesse für Erstellung von Kompositionsmappen

M900: Plasma-Ionen gestützte Elektrodenstrahlverdampfung (PIAD)

  • Elektronenstrahlverdampfen von bis zu zwei Präkursorquellen
  • Multi-Probenhalter für bis zu 50 Wafers
  • Homogen gerichtetes Plasma durch ringförmige Magnetspulen

STARON: Reaktor für Co-Sputterprozesse

  • 2x DC und 2x RF Plasmaquellen für Multi-Target Deposition
  • Closed field Unbalanced Magnetron Sputtering (CFUBMS) Konfiguration

Drehtrommelreaktor

  • RF-Quelle
  • Oberflächenaktivierung und Funktionalisierung von pulverförmigen Substraten

L2H und Nikolas Reaktoren

  • RF Sputter- und PECVD-Reaktor für Pulverproben und immobilisierte Substrate
  • rotierender Probenteller für bis zu 10 g Pulver
  • Be- und Entladeports für Handling von luftempfindlichen Proben

Kontakt

 Dr. Martin Rohloff
Tel.: +49(0) 3834 554 3843
martin.rohloffinp-greifswaldde

 Uwe Lindemann
Tel.: +49(0) 3834 554 3892
uwe.lindemanninp-greifswaldde

Das "Life Science Applikationslabor” ist eng mit der Entwicklung des Forschungsgebietes der Plasmamedizin verbunden und stellt eine umfassende Ausstattung für moderne analytische und molekulare Technologien bereit.
Die umfangreiche instrumentelle Ausstattung, die maßgeblich durch die ZIK plasmatis-Projekte geschaffen wurde, ermöglicht eine gründliche und vielschichtige Bearbeitung von aktuellen Forschungsfragen im Life-Science-Bereich.
Der Einfluss des Plasmas auf biologische Systeme kann auf allen Ebenen untersucht werden, beginnend von Organismen, Geweben (Organen), Zellen bis hin zu subzellulären Molekülen.

Zu untersuchendes Material umfasst:  

  • Gewebeproben von Patienten und Probanden
  • Gewebeproben von Tierversuchen
  • HET-CAM und TUM-CAM Modelle
  • Primärzellen und Zelllinien
  • 3D multizelluläre Sphäroide
  • Proteine, Peptide, Lipide

Diese Probenvielfalt erfordert ein breites Spektrum an Analyseverfahren und –geräten. Folgende Analysen stehen zur Verfügung: 

in vivo Imaging:

  • IVIS S5 high-throughput in vivo bioluminescence and fluorescence imager (PerkinElmer)
  • TIVITA wound medical hyperspectral imaging (DiaSpective Vision)

Gewebeaufarbeitung und Gewebeschnitte:

  • Automated tissue processor for fixation and paraffin-embedding (LOGOS One, Milestone Medical)
  • Microtome (Leica RM2235)
  • Cryotome (Leica CM1950)

Imaging:

  • 8-LED climate-controlled confocal Operetta CLS high-content image analysis system (PerkinElmer)
  • Observer Z.1 für die Fluoreszenzmikroskopie (Zeiss)
  • TC5 konfokales Laserscanning Mikroskop mit Klimakammer (Leica)
  • Stereo-Fluoreszenzmikroskop (Leica)

Durchflusszytometrie:

  • 7-Laser 32-parameter MoFlo-AstriosEQ 6-way cell sorter (Beckman-Coulter)
  • 3-laser 6-parameter Amnis ImageStream Mark II with autosampler (Merck)
  • 6-laser 21-parameter CytoFLEX LX analyser with autosampler (Beckman-Coulter)
  • 4-laser 13-parameter CytoFLEX S analyser with autosampler (Beckman-Coulter)
  • 1-laser 4-parameter attune NxT analyser (ThermoFisher)

RNA-Analyse:

  • transcriptomic microarray analysis platform workflow (Agilent)
  • SPRINT multi-parallel RNA analyser (NanoString)
  • QuantStudio 1 qPCR (ThermoFisher)

Proteomics / Massenspektrometrie:

  • QExactive classic, QExactive Plus, Exploris mit hoher oder sehr hoher Auflösung (up to 480,000 resolving power)
  • zwei Massenspektrometer mit hoher Auflösung für small molecule research
  • in Kombination mit Nanoflow- und Normalfluss-Flüssigkeitschromatographie, Identifizierung und Quantifizierung von Verbindungen mit analytischer Präzision

KONTAKT

Dr. Sander Bekeschus
Tel.: +49 (0)3834 554 3948
sander.bekeschusinp-greifswaldde

Dr. Kristian Wende
Tel.: +49 (0)3834 554 3923
Kristian.wendeinp-greifswaldde

Dr. Sybille Hasse
Tel.: +49 (0)3834 554 3921
Sybille.hasseinp-greifswaldde