Ernst Ruska-Centre for Microscopy and Spectroscopy with Electrons (ER-C) — это институт, расположенный в кампусе Forschungszentrum Jülich, принадлежащий Объединению немецких исследовательских центров имени Гельмгольца . Он состоит из трех подразделений: ER-C-1 « Физика наномасштабных систем », ER-C-2 « Материаловедение и технологии » и ER-C-3 « Структурная биология ».
В рамках платформы компетенций, совместно управляемой Исследовательским центром Юлиха и Рейнско-Вестфальским техническим университетом Ахена , ER-C управляет национальным и международным пользовательским центром, который предоставляет университетам, научно-исследовательским институтам и промышленности доступ к самым современным приборам, методам и экспертным знаниям.
Основными целями ER-C являются фундаментальные исследования в области электронной микроскопии с упором на разработку методов и применение высокоразрешающей просвечивающей электронной микроскопии (HRTEM) и сканирующей просвечивающей электронной микроскопии (STEM) в физике, химии и биологии.
Как платформа компетенций, ER-C был основан 27 января 2004 года по контракту, подписанному председателем Forschungszentrum Jülich Йоахимом Тройшем и ректором Рейнско-Вестфальского технического университета Ахена Буркхардом Раухутом. [1] Он был открыт 18 мая 2006 года в присутствии членов семьи Эрнста Руска , а также представителей международного сообщества электронной микроскопии. [2] 1 января 2017 года ER-C получил статус независимого научного института в Forschungszentrum Jülich. В настоящее время ER-C продолжает расширяться в рамках Дорожной карты исследовательской инфраструктуры Федерального министерства образования и исследований Германии (BMBF) под обозначением ER-C 2.0. Таким образом, ER-C создает стимулы для компаний, работающих с новыми материалами и технологиями, обосновываться в горнодобывающем регионе Рейна и вносить вклад в развитие региона компетенции в области инновационных технологий материалов и, в конечном итоге, в успех структурных изменений.
ER-C разрабатывает новые методы и технологии в области электронной микроскопии, уделяя особое внимание методам сверхвысокого разрешения для изучения твердых материалов, мягких материалов и биологических систем. ER-C содержит обычные и самые современные электронные микроскопы, от стандартных сканирующих электронных микроскопов до узкоспециализированных инструментов с коррекцией аберраций, предлагающих суб-Å разрешение изображений и спектроскопию, [3] а также количественные измерения распределений электромагнитного поля с использованием фазово-контрастных методов, которые включают внеосевую электронную голографию и 4D STEM. В настоящее время ER-C использует семь инструментов с коррекцией аберраций. [4]
29 февраля 2012 года ER-C представил первый в Европе просвечивающий электронный микроскоп с коррекцией хроматической аберрации, который получил обозначение «PICO» и способен определять положение атомов в материалах с пространственным разрешением 50 пикометров и точностью, приближающейся к 1 пикометру. [5] Он также оснащен монохроматором, электронной бипризмой, спектрометром потери энергии электронами и детектором прямого подсчета электронов.
Измерения электромагнитного поля in situ и количественные измерения могут быть выполнены с помощью просвечивающего электронного микроскопа со сферической аберрацией, скорректированного с помощью большого (11 мм) зазора между полюсным наконечником объектива, двойной бипризменной системой и детектором прямого подсчета электронов. Этот же микроскоп используется для продолжающейся разработки приборов, включая перенос образцов в сверхвысоком вакууме, лазерное освещение, намагничивание in situ и эксперименты при низких температурах.
Недавно криоэлектронная микроскопия (крио-ЭМ) стала неотъемлемой частью Центра Эрнста-Руски с современными криомикроскопами: Titan Krios G4 на 300 кВ (ввод в эксплуатацию летом 2021 г.) и Talos Arctica на 200 кВ, включая детекторы Gatan Bioquantum K3. [6]
Три научных подразделения ER-C сосредоточены на конкретных темах исследований:
1. ERC-1 (физика и химия твердого тела) фокусируется на электрокерамике и наноэлектронных оксидах, материалах для «зеленых» ИТ, картировании электромагнитного поля, электронной оптике и разработке методов, металлических сплавах и выращивании кристаллов, катализе, нанопроизводстве и квантовом зондировании, сканирующей туннельной микроскопии и спектроскопии, а также сканирующей просвечивающей электронной микроскопии с импульсным разрешением.
2. ERC-2 (материаловедение) фокусируется на газоразделительных мембранах, материалах для аккумуляторов, энергонезависимой памяти и высокопроизводительных сталях.
3. ERC-3 (структурная биология) фокусируется на криоэлектронной микроскопии (крио-ЭМ) с использованием комплексного подхода с использованием отдельных частиц и томографии для исследования структур мембранных биологических процессов аутофагии и эндоцитоза.
Доступ к объектам для внешних пользователей осуществляется через офис пользователя ER-C.