| Beschreibung der maßgeblichen Gründe |
Die Universität Wien und die TU Wien errichten gemeinsam die universitätsübergreifende Forschungs- und Infrastrukturplattform „Cryst@VIE“, die auf der koordinierten Installation komplementärer, hochmoderner Diffraktionsinstrumente an mehreren Standorten basiert. Ein zentrales Element dieser Plattform ist die geplante Anschaffung eines dedizierten Elekt-ronendiffraktometers zur Untersuchung kristalliner Proben mit Abmessungen unter 1 µm. Diese Fähigkeit ist insbesondere für die Materialentwicklung im „Cluster of Excellence | Materials for Energy Conversion and Storage (MECS)“ von zentraler Bedeutung, dessen Forschungsansatz auf strukturellen Eigenschaften und Prozessen auf atomarer Skala beruht.<br />Die wissenschaftlichen Zielsetzungen erfordern ein zeitlich effizientes Screening sowie die vollständige, publikationsfähige Charakterisierung einer breiten und anspruchsvollen Pro-benpalette. Dazu zählen insbesondere sehr kleine und schwach streuende MOF- und Zeo-lithkristalle mit großen Elementarzellen und/oder ausgeprägter diffuser Streuung. Um diese Anforderungen zuverlässig abzudecken, ist ein vielseitiges Instrument notwendig, das hohe Elektronenenergien (≥200 kV), eine flexibel einstellbare Detektordistanz, einen rauschfreien Einzel¬elektronen¬detektor mit großem Dynamikbereich sowie integrierte EDS/EDX-Analytik bietet. Ebenso essenziell sind Kryotransfer und routinetaugliche Tieftemperaturmessungen sowie eine klare Perspektive für zukünftige Erweiterungen um Hochtemperatur-, Gas-, Flüs-sigkeits- und luftfreie Probenumgebungen. Darüber hinaus ist ein konsistenter, an die Röntgenkristallographie angelehnter Workflow mit hohem Automatisierungsgrad und lang-fristig unterstützter Software unerlässlich.<br />Standard-Elektronenmikroskope mit Elektronendiffraktionsmodulen erfüllen diese Anforde-rungen nur eingeschränkt. Ihr Einsatz als Diffraktometer setzt erhebliche personelle Investi-tionen und langjährige Spezialexpertise voraus, da Hardware, Bedienkonzepte und Software primär auf hochauflösende Abbildung und nicht auf quantitative kristallographische Daten-erhebung ausgelegt sind. Die notwendigen Workflows bestehen häufig aus einer Kombina-tion mehrerer, nicht integrierter Softwarepakete, die von Drittanbietern stammen und teil-weise individuelle Konvertierungs- oder Anpassungsskripte erfordern. Dies erhöht die Komplexität, reduziert die Reproduzierbarkeit und birgt erhebliche Risiken hinsichtlich Wartbarkeit, Langzeitverfügbarkeit und Nachhaltigkeit der Datenanalyse. Für einen infra-strukturellen Betrieb mit breiter Nutzerbasis sind Elektronenmikroskope daher nur einge-schränkt geeignet.<br />Auch das dedizierte Elektronendiffraktometer Eldico ED-1 weist für die vorgesehenen An-wendungen wesentliche strukturelle Limitierungen auf. Die vergleichsweise geringe Elekt-ronenenergie von 160 kV schränkt die Strahldurchdringung ein, erhöht die Anforderungen an die Probendünne und limitiert die Untersuchung schwererer oder komplexerer Materia-lien. Die feste Detektordistanz begrenzt sowohl die maximal erfassbaren Elementarzellgrö-ßen als auch die Flexibilität zwischen hoher reziproker Raumauflösung und hoher Real-raumauflösung. Damit werden genau jene Probenklassen ausgeschlossen, die für die MECS-Forschungsagenda von besonderem Interesse sind.<br />Darüber hinaus sind zentrale Funktionen wie Kryotransfer, routinemäßige Tieftemperatur-messungen und integrierte EDS/EDX-Analytik bislang weder durch feldbewährte Kunden-installationen noch durch begutachtete wissenschaftliche Publikationen hinreichend abgesi-chert. Auch weiterführende Probenumgebungen sind derzeit nicht verfügbar. Schließlich fehlt eine vollständig integrierte Softwarelösung, die den gesamten kristallographischen Workflow von der Datenerfassung bis zur Strukturlösung und -verfeinerung abdeckt, was die Abhängigkeit von externen Softwareanbietern erhöht und den routinemäßigen Einsatz erschwert.<br />Demgegenüber stellt das Rigaku XtaLAB Synergy-ED eine umfassende und etablierte Lö-sung dar, die speziell für kristallographische Anwendungen entwickelt wurde. Das System kombiniert einen 200-kV-Elektronenstrahl mit einer softwaregesteuert variablen Detektor-geometrie, erprobtem Kryotransfer und zuverlässigen Tieftemperaturmessungen. Die Platt-form ist für die Integration weiterer Probenumgebungen ausgelegt und erfüllt damit sowohl aktuelle als auch zukünftige Anforderungen der materialwissenschaftlichen Forschung. Die vollständig integrierte Software CrysAlisPro ermöglicht einen konsistenten, effizienten Workflow von der Messung bis zur Strukturverfeinerung, einschließlich der Modellierung dynamischer Beugungseffekte und der Bestimmung der absoluten Struktur.<br />Durch die breite internationale Installation, die hohe Zahl begutachteter Publikationen und die langfristige Softwareunterstützung bietet das XtaLAB Synergy-ED ein hohes Maß an Zuverlässigkeit, Nachhaltigkeit und unmittelbarer Einsatzbereitschaft und stellt damit die einzig geeignete Lösung für die geplanten wissenschaftlichen Zielsetzungen im Rahmen von „Cryst@VIE“ und MECS dar. |