Ett av världens kraftfullaste elektronmikroskop nu i Linköping

Nu har svensk materialforskning fått helt nya möjligheter att i detalj studera material på atomnivå. Sveriges nationella infrastruktur för elektronmikroskopi, ARTEMI, har nyligen installerat ett av världens kraftfullaste elektronmikroskop. Den nya utrustningen ger extremt hög upplösning, hastighet och djup.

ARTEMI grundades 2022 och är ett samarbete mellan universiteten i Linköping, Lund, Stockholm och Uppsala samt Chalmers och KTH. Infrastrukturen finansieras av de medverkande lärosätena samt Stiftelsen för strategisk forskning, SSF, och Vetenskapsrådet, VR. Syftet är att koordinera investeringar och utveckling av elektronmikroskopi, så att Sverige ska kunna behålla en ledande position inom elektronmikroskopi och materialforskning.
Att utveckla nya, hållbara material är väsentligt för utvecklingen inom snart sagt alla områden, som exempelvis klimat, energi, kommunikation, samhällsbyggnad och hälsa. ARTEMI tar avstamp i FN:s hållbarhetsmål i Agenda 2030 och möjliggör strategisk forskning inom dessa och andra områden.

Finns endast ett fåtal
Det nya elektronmikroskopet har namnet Iliad Ultra (S)TEM och har precis installerats vid Linköpings universitet, där det ersätter det tidigare elektronmikroskopet som har cirka 15 år på nacken. Modellen är den allra senaste och det finns endast ett fåtal i bruk runt om i världen. Officiell invigning av utrustningen äger rum i november, men mikroskopet beräknas komma i drift redan under juni månad.
– Det har skett en enorm utveckling inom elektronmikroskopi de senaste 15 åren, och detta mikroskop innebär en uppgradering med flera generationer. Det kan samla in otroligt mycket mer data, med en hastighet av mer än 200 terabyte per timme, vilket är tusenfalt mer än föregående instrument. Det som tidigare tog en hel arbetsdag kan vi nu göra på några minuter förklarar Per Persson, professor i tunnfilmsfysik vid Linköpings universitet och föreståndare för ARTEMI.

Växlar spänningsfält
En utmärkande egenskap hos det nya elektronmikroskopet är dess förmåga att växla mellan olika accelerationsspänningar och operera över ett mycket brett spänningsområde. Detta gör det möjligt att snabbt anpassa experimentella förhållanden till olika material och metoder, vilket förbättrar både tolkningsförmåga och datakvalitet. Det har också mycket känsliga detektorer som fångar upp signaler så att man kan studera dynamiska skeenden och mäta förändringar i realtid när material exponeras för olika typer av påverkan, som exempelvis tryck, värme, ånga, ström och gas.
– Det ger helt nya applikationer och möjligheter för materialforskare att i stor detalj studera, analysera och förstå material på nano- och atomnivå. Utmaningen blir att hantera de stora mängder data som genereras, säger Justinas Palisaitis, som är universitetslektor i tunnfilmsfysik vid Linköpings universitet och infrastructure fellow inom ARTEMI.

Många samarbeten
I den rollen arbetar han för att utveckla forskningsmetoder och främja åtkomst till infrastrukturen för forskare inom såväl akademi som industri, så att användare kan dra nytta av expertkunskap, nya metoder och avancerade instrument. Infrastrukturen är tillgänglig för såväl svenska som internationella forskare. Förutom själva utrustningen erbjuder ARTEMI även olika former av workshops, kunskapsutbyte och kompetensutveckling.
– Sverige är litet, så en viktig del av vår verksamhet är samarbeten med annan materialforskningsinfrastruktur, som ESS och MAX IV, säger Justinas. Med den nya utrustningen är det också avgörande att ha tillgång till kraftfull beräkningskapacitet, vilket vi får genom exempelvis NAISS, National Academic Infrastructure for Supercomputing in Sweden här i Linköping. Ju fler samarbeten vi har, desto mer nytta gör ARTEMI för det omgivande forskarsamhället.