Hochflexible Konfiguration

Das Herzstück des MYRIAD-Projekts ist ein hochmoderne Helios 5 HYDRA+ System von Thermo Fisher Scientific (TFS) – eine Plasma-Focused-Ion-Beam-Plattform (pFIB), die neue Maßstäbe in Flexibilität und Leistungsfähigkeit setzt. Das zentrale Merkmal ist die Kombination einer hochauflösenden, monochromierten Elektronensäule mit einer pFIB-Säule, die den flexiblen Einsatz verschiedener Ionenspezies ermöglicht –Xenon (Xe), Argon (Ar) sowie insbesondere Sauerstoff (O) und Stickstoff (N). Diese Konfiguration und die damit verbundene Flexibilität eröffnen völlig neue Möglichkeiten in der Materialbearbeitung und -analyse. Das HYDRA+-Basissystem wird durch eine Reihe spezialisierter Erweiterungen ergänzt, darunter Detektoren für die Scanning Transmission Electron Microscopy (STEM), die energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDXS) sowie – erstmals – die Time-of-Flight Sekundärionen-Massenspektrometrie (TOF-SIMS) und die Kathodolumineszenz (CL). Während sich TOF-SIMS ideal für oberflächensensitive chemische Analysen mit hoher Massenauflösung und räumlicher Abbildung eignet, erlaubt CL die Untersuchung elektronischer und optischer Eigenschaften im Nanobereich – insbesondere in Halbleitern und Defekten.

Die Temperaturkontrolle erfolgt über drei komplementäre Module: Hochtemperaturbetrieb bis zu 1.300 °C mithilfe von MEMS-Heizchips von DENSsolutions, mittlere Heiz- und Kühlbereiche von –60 °C bis +125 °C über eine Kleindiek-Stage sowie (variable) kryogene Bedingungen bis zu –170 °C mittels einer TFS-Kryo-Stage. Für additive und subtraktive Fertigungsprozesse mit Elektronen und Ionen stehen sieben – teils einzigartige – Prozessgase zur Verfügung, was maximale Flexibilität für anspruchsvolle Anwendungen garantiert. Ergänzt wird die Plattform durch ein hochauflösendes Rasterkraftmikroskop (AFM) zur korrelativen Oberflächencharakterisierung sowie fünf Mikro- und Nanomanipulatoren (von TFS und Kleindiek), welche präzise Manipulationen und dynamische elektrische Messungen im Nanobereich ermöglichen

Revolutionäre Nanofabrikation

MYRIADs einzigartige Multi-Ionen-Fähigkeiten in Kombination mit einer hochauflösenden Elektronensäule bieten eine bislang unerreichte Flexibilität zur Herstellung komplexer Mikro- und Nanostrukturen – von 0D bis 3D. Dies eröffnet neue Ansätze in der funktionellen Nanofabrikation zur gezielten Entwicklung innovativer Materialeigenschaften und multifunktionaler Designs – und ebnet den Weg für bislang undenkbare Anwendungen. Dank seiner besonderen Systemkonfiguration erweitert MYRIAD damit die Grenzen der Forschung im Bereich des modernen Materialengineerings.

Multimodale Charakterisierung

Neben der Nanofabrikation bietet MYRIAD eine umfassende Palette modernster Analysemethoden – in einer derzeit weltweit einzigartigen Systemkonfiguration. Diese Ausstattung ermöglicht eine multimodale Charakterisierung, die tiefgehende Einblicke in Materialzusammensetzung, Struktur, Morphologie und Funktionalität ermöglicht. Von hochauflösender Bildgebung bis in atomare Dimensionen über präzise spektroskopische Analysen hin zu 3‑dimensionalen Materialrekonstruktionen stellt MYRIAD Forschenden und Entwicklern ein leistungsstarkes Toolkit zur Verfügung, um komplexe Materialien in einem bislang unerreichten korrelativen Detailgrad zu untersuchen.

Erweiterte Möglichkeiten bei kryogenen Bedingungen

Ein herausragendes Merkmal von MYRIAD ist die Möglichkeit des Betriebs bei kryogenen Temperaturen – eine essenzielle Voraussetzung für die Untersuchung empfindlicher Materialien wie Soft Matter, metallischer Hochleistungswerkstoffe, Batterien oder biologischer Proben. Diese Kryo-Option ist von zentraler Bedeutung für Fortschritte in der Biotechnologie, den Lebenswissenschaften, der Energieforschung und weiteren Bereichen, in welchen die chemische und strukturelle Integrität der Proben höchste Priorität hat. Für durchgängige Workflows sorgt ein Inert-Transfersystem, das eine schonende und kontaminationsfreie Probenhandhabung beim Transfer zu anderen hochmodernen Geräten innerhalb des ZFE-Portfolios gewährleistet.

Stärkung Österreichs als Forschungs- und Innovationsstandort

MYRIAD ist mehr als ein leistungsstarke Plattform – es ist eine strategische Ressource, die auf Österreichs langfristigen Forschungsziele ausgerichtet ist. Dazu zählen unter anderem die steirische FTI-Strategie, sowie Initiativen wie BioTechMed, Silicon Alps Cluster oder Silicon Austria Labs, in deren Rahmen MYRIAD in kooperativen Projekten zum Einsatz kommt. Die Plattform steht nationalen und internationalen Partnern aus Wissenschaft und Industrie offen und unterstützt damit Fortschritte in einer Vielzahl zukünftiger Anwendungsfelder. Interessierte sind herzlich eingeladen, gemeinsam mit uns mögliche Einsatzszenarien für das System abzustimmen. Darüber hinaus spielt MYRIAD eine zentrale Rolle in der Aus- und Weiterbildung: Studierenden, Nachwuchswissenschaftler:innen und anderen Interessierten werden praxisnahe Erfahrungen und gezielte Schulungen ermöglicht – eine wichtige Grundlage, um mit Spitzentechnologie zu arbeiten und aktuelle als auch zukünftige wissenschaftliche Herausforderungen zu meistern.

Finanzielle Umsetzung

Das MYRIAD-Projekt wird durch den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) in Zusammenarbeit mit der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) ermöglicht – ergänzt durch finanzielle Unterstützung von BioTechMed und dem ZFE Graz. Diese Förderung stellt eine strategische Investition dar, die Österreichs Forschungsinfrastruktur stärkt und innovative Kooperationen gezielt fördert.

MYRIAD setzt neue Maßstäbe

Diese einzigartige Plattform eröffnet bahnbrechende Möglichkeiten, die sowohl wissenschaftliche Erkenntnisse als auch technologische Innovationen vorantreiben werden. Dementsprechend verfolgt MYRIAD das Ziel, neue Maßstäbe in der Nanofabrikation und multimodalen Charakterisierung zu setzen.