Beschaffung eines Röntgenmikroskops (DFG-GZ: A 733)

Deutsche Forschungsgemeinschaft e. V., Zentrale Beschaffungsstelle

1. Einsatzbereich:
Zur Durchführung zerstörungsfreier 3D-Charakterisierung von Struktur- und Funktionsmaterialien mit Strukturgrößen im Bereich von 100 nm wird ein duales REM + Röntgenmikroskopie (NanoCT) Gerät gesucht, das die im Folgenden aufgeführten Spezifikationen erfüllt bzw. Anwendungen ermöglicht:
— Die Untersuchung der Proben mittels hochauflösendem REM und NanoCT muss in ein und derselben Probenkammer unter Vakuum erfolgen. Der Wechsel zwischen beiden bildgebenden Modi muss ohne Unterbrechung des Vakuums möglich sein.
— Zusätzlich zur hochauflösenden Röntgen- und Elektronen-Bildgebung soll, ebenfalls in situ, eine EDX-Analyse der Probe möglich sein. Ein entsprechender Energie-diskriminierender Halbleiter-Detektor muss für diese Analysemethode in die Probenkammer integriert sein.
— Das Röntgenmikroskop muss eine in situ veränderliche Sichtfeldgröße haben, um Proben mit verschiedenen Durchmessern zu untersuchen (CT-Vergrößerungsachse). Die Bildvergrößerung soll hierbei mindestens von 100 x bis 1 000 x reichen, um Pixelraster von 60 nm bis 600 nm zu garantieren (Multiskalen-Ansatz). Eine maximale Pixelgröße von 1 000 nm ist anzustreben(siehe Spezifikation).
— Zur Abbildung von sowohl schweren als auch leichten Elementen /Phasen mit optimalem Röntgenkontrast muss die Schottky-Elektronenquelle variable Beschleunigungen von 6 keV bis 30 keV erlauben (siehe Spezifikation).
— Die Detektion der Röntgenbilder muss mit einem photonenzählenden Pixeldetektor erfolgen, der bis 30 keV vollständig röntgenopak ist (CdTe oder GaAs Halbleiter). Damit multi-spektrale Röntgen-Bildgebung möglich ist, muss der Detektor ferner das pixelweise Setzen von Energie-Schwellwerten erlauben. Das Sichtfeld muss mindestens 1 024 x 476 Pixel (h x v) groß sein (siehe Spezifikation).
— Ebenfalls zum Zwecke der multi-spektralen Bildgebung sollen verschiedene Metalle als Röntgenanode verwendbar und leicht austauschbar sein. Mindestens entsprechende Nadel- und Folientargets aus Molybdän und Wolfram sollen im Lieferumfang enthalten sein (siehe Spezifikation).
— Die nominelle Ortsauflösung der Röntgenbilder soll bei maximaler Vergrößerung mindestens 5 000 lp/mm (R ≤ 100 nm) erreichen. Bei ausreichender Scandauer soll mindestens die Hälfte dieses Wertes (2 500 lp/mm) in der 3D Volumen-Bildgebung erreicht werden (siehe Spezifikation).
— Eine nutzerfreundliche, intuitive Software zur Messdatenerfassung (REM, EDX und Röntgen NanoCT), sowie zur Rekonstruktion der NanoCT Volumenbilder, inkl. Phasenkontrast-Filter und Entfaltung, muss mit dem Gerät bereitgestellt werden. Zur Visualisierung und Bearbeitung der multi-modalen Volumenbilder soll ferner ein Visualisierungs-PC mit der neuesten Software mitgeliefert werden (siehe Spezifikation). Die Software wird zur Auswertung und Visualisierung der 3D-Datensätze der nano-CT benötigt.
2. Spezifikation:
Werkstoff
Faserverbundwerkstoff
Leichtmetalllegierung aus AlSi
Eisenwerkstoff
Probenabmessung (DXH)
bis zu 1 mm x 5 mm
Zeit für Probenwechsel
max. 1 Stunde
Anzahl der Probenhalter
Mindestens 2 mit definiertem mechanischem Interface
Strahlenschutz
Betrieb nach §3 RöV,
Ortsdosisleistung <0,5 μSv/h in 10 cm Abstand
Elektronenquelle
Rasterelektronenmikroskop
Beschleunigungsspannung
6 – 30 kV
Elektronenstrom
300 nA
Targetmaterial
W, Mo
Targetform
Folie, Nadel
EDX System
Energieauflösung
130 eV
Elemente
Be – U
Proben-Manipulation
Scannen in Richtung Drehachse
1 mm
Detektor
Direktkonvertierend, zählend
Pixelanzahl
1 024 x 476 Pixel (h x v)
Bit-Tiefe
Mindestens 15 Bit
Messparameter
Sichtfeld horizontal
Ca. 60 μm – 600 μm
möglichst bis 1 000 μm
Sichtfeld vertikal
Ca. 30 μm – 300 μm
Geom. Vergrößerung (@60 µm Detektorpitch)
(60) – 100 – 1000x
Voxelbreite
60 nm – 600 nm (1 000 nm)
Ortsauflösung (FWHM)
< 200 nm mit Nadeltarget
< 500 nm mit Folientarget
Anzahl der Projektionen/Messung
Variabel (200 – 600)
Messzeit / Projektion
5 – 30 min
EDV Ausstattung
Messdatenerfassung
PC Basis, 2 TB Raid 1 oder 5 Plattensystem
Rekonstruktionsrechner
PC Basis, 2 TB Raid 1 oder 5
Visualisierungsrechner
Windows PC Rechner
64 GB Ram
4 TB Raid 5
Schnelle Graphikkarte, unterstützt
von Visualisierungssoftware
CT-Software
Messdatenerfassungssoftware
Steuerung der Datenerfassung
Rekonstruktionssoftware
Optimierte Rekonstruktion mit
Compressed sensing Algorithmen
Visualisierungssoftware
Folgende Funktionalität wird benötigt
Betriebssystem 64 Bit Windows 10.,
3D Visualisierung von 3D Datensätzen mindestens 16 GB,
möglichst Daten > Memory des Rechners,
3D Basis Bildverarbeitungsfunktionen wie Median, Sobel, Hoch,Tiefpass,
3D Bildverarbeitungsfunktionen zum Segmentieren von Features,
Funktionen zur Registrierung,
Oberflächenextraction,
Daten Import / Export,
Programmieren eines speziellen Workflows (möglichst graphisch),
Einbinden von eigenen Auswerteroutinen in den Workflow
3. Zubehör:
Coater zur Präparation der Proben
4. Lieferumfang:
Softwarelizenzen für Messdatenerfassung, Visualisierung und Rekonstruktion
Steuerung des Elektronenmikroskops
Steuerung für die EDX Analyse incl. Auswertesoftware
Inbetriebnahme in Saarbrücken
5. Abnahme:
Zum Nachweis der Auflösung von < 100 nm wird eine Radiografie mit einem Siemensstern mit
einem Strichmuster von 100 nm Breite mit mindestens 10 % Kontrast abgebildet.
Es wird eine nanoCT Messung mit einem vom Auftraggeber vorgegebenen Objekt bei
maximaler Auflösung durchgeführt.

Die Frist für den Eingang der Angebote war 2016-12-15. Die Ausschreibung wurde veröffentlicht am 2016-11-15.

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