Projekt: Hard- und Software-Retrofit eines Rasterelektronenmikroskops (REM) JEOL JSM-7500F
inklusive EDX-System
1. Gegenstand der Ausschreibung
Gegenstand dieser Ausschreibung ist das vollumfängliche Retrofit, die Wartung sowie die
Modernisierung der Steuerungs-Hard- und Software eines Rasterelektronenmikroskops vom Typ JEOL
JSM-7500F (Feldemissions-REM mit Kaltkathode) sowie des integrierten EDX-Systems (Bruker XFlash
Detector 5030 mit Software Esprit 1.9).
Ziel des Projektes ist die Wiederherstellung der vollen Betriebsbereitschaft, die Sicherung der
Zukunftsfähigkeit durch Migration auf ein modernes Betriebssystem (Windows 11) sowie die
Gewährleistung der spezifizierten Performance-Werte durch objektive Prüfbelege.
2. Leistungsumfang und technische Anforderungen
2.1. Elektronenquelle (Kaltkathode & Keramik - Emitter- und Säulentausch)
- Austausch: Die bestehende Kaltkathode sowie die zugehörige Isolationskeramik sind gegen
Neu- oder zertifizierte Austauschteile zu ersetzen.
- Abnahmekriterium (quantitativ): Nach dem Einbau und dem Flashen (Emission Start) muss
ein stabiler Emissionsstrom von mindestens Ie=10µA (oder Herstellerspezifikation) erreicht
werden.
o Der Richtstrahlwert (Brightness) muss die originalen Werksangaben des JEOL JSM-
7500F erreichen.
o Stabilität: Der Sondenstrom darf innerhalb eines kontinuierlichen Betriebs von 2
Stunden nach dem täglichen Flashen um nicht mehr als +- 5% driften.
2.2. Überholung/Erneuerung des manuellen Schleusensystems
- Leistung: Das manuelle Proben-Schleusensystem (Vakuumsperre/Präparationsschleuse) ist
durch ein funktionsgleiches System zu ersetzen.
- Abnahmekriterium (quantitativ):
o Vakuum-Leckrate: Die Leckrate der Schleusenkammer darf nach Absperrung
1*10-8mbar*l/s nicht überschreiten.
o Evakuierungszeit: Die Zeit vom Schließen der Außenschleuse bis zum Erreichen des
Transfervakuums (< 10*10-4mbar) darf maximal 20min betragen.
o Die mechanische Führung muss spielfrei und mit einer Kraft von <15N manuell
bedienbar sein.
2.3. Hard- und Software-Retrofit (angestrebt: Windows 11 Migration)
- Steuerungs-PC & Schnittstellen: Lieferung eines modernen Steuerungs-PCs inklusive aller
notwendigen Interface-Karten (Frame Grabber, DAQ-Karten etc.), die vollständig kompatibel
mit der REM-Elektronik sind.
- Betriebssystem: Vollständige Lauffähigkeit aller Steuerungs- und Analysekomponenten unter
Windows 11 Pro (64-Bit), Windows 10 nach Rücksprache.- REM-Steuerung: Upgrade der JEOL-Steuerungssoftware auf eine Windows-11-kompatible
Version unter Beibehaltung des vollen Funktionsumfangs (Automatisierungsfunktionen,
Stigmatorkontrolle, etc.).
- EDX-System: Upgrade des Bruker XFlash 5030 Detektorsystems. Die bestehende Software
(Esprit 1.9) ist auf die aktuelle, unter Windows 11 / 10 lauffähige Esprit-Version (oder eine
äquivalente, vom Hersteller autorisierte Nachfolgeversion) zu migrieren. Alle alten
Kalibrierdaten müssen übernommen oder neu eingemessen werden.
- Abnahmekriterium (quantitativ):
o Latenz: Die Bildübertragungsrate im Live-View (Fast Scan) muss mindestens 15 Frames
pro Sekunde (fps) bei einer Auflösung von 1024 x 768 Pixeln betragen.
o Stabilität: Nachweis eines fehlerfreien 72-Stunden-Dauerbetriebs (Stress-Test) ohne
Systemabstürze, Verbindungsabbrüche zum REM/EDX oder Software-Freezes.
3. Funktionsnachweise und quantitative Abnahmebelege (KPIs)
Die finale Abnahme erfolgt erst nach erfolgreicher Erbringung und Dokumentation folgender
Nachweise durch den Auftragnehmer:
3.1. Auflösungsvermögen (REM)
Der Nachweis des Auflösungsvermögens ist mittels einer zertifizierten Standardprobe (z. B. Gold-Inseln
auf Kohlenstoff) zu erbringen:
- Hochvakuum / Hohe Spannung: Erreichen einer Linienauflösung von mindestens 1,2nm bei
30kV (Sekundärelektronen-Detektor).
- Niedrige Spannung: Erreichen einer Linienauflösung von mindestens 3,0nm bei 1kV.
- Beleg: Einreichung von jeweils 5 hochaufgelösten Bildern inklusive digitaler Auswertung (FastFourier-Transformation / FFT zur Bestimmung der Auflösungsgrenze).
3.2. Vakuum-Spezifikationen
- Endvakuum Kathoden-Kammer (SIP): 1*10-7Pa (bzw. entsprechende Werksvorgabe für die
Kaltkathode).
- Endvakuum Probenkammer: 10*10-4Pa innerhalb von 20 Minuten nach Probenwechsel.
3.3. EDX-Leistungsfähigkeit (Bruker XFlash 5030)
- Energieauflösung: Nachweis der Energieauflösung am Detektor mittels einer standardisierten
Mangan-Probe (Mn-K?).
o Grenzwert: Die Halbwertsbreite (FWHM) bei der Mn-K? Linie muss bei einer InputCount-Rate (ICR) von 10.000cps<=le 133eV betragen.
- Elementanalyse (Richtigkeit): Quantitativ verifizierte Messung an einem zertifizierten
Standard (z. B. Kupfer oder Poliertes Messing). Die Abweichung der gemessenen
Elementkonzentrationen vom zertifizierten Soll-Wert darf maximal +-1% (absolut) für
Hauptkomponenten (> 10 Massenanteil) betragen.4. Instandsetzung der Detektoren für rückgestreute Elektronen LABE & RIBE
Das Gerät besitzt zusätzliche Detektoren, welche lediglich bei Bedarf mechanisch in den
Strahlengang verfahren werden. Das Verfahren erfolgt durch Hochvakuum-sichere Dichtungen,
welche in regelmäßigen Intervallen überprüft und nachgefettet werden müssen.
- Pneumatischer Motoren: Überprüfung des pneumatischen Einführens und Rückziehens
der Detektoren. Sicherstellung des ordnungsgemäßen Verfahrens ohne
Vakuumeinbrüche. Überprüfung der Dichtungen, gegebenenfalls Austausch von
gealterten Dichtringen. Fetten der Dichtungen für schleiffreies Verfahren.
- Elektronische Kommunikation: Überprüfen der Detektoren- und Gerätekommunikation
zur Gewährleistung der Bildaufnahme.
5. Dokumentation und Einweisung
- Dokumentation: Übergabe eines vollständigen Service-Berichts, der alle getauschten
Komponenten (inkl. Seriennummern) aufführt. Bereitstellung der Protokolle für Vakuum,
Auflösungstests und EDX-Kalibrierung.
- Einweisung: Durchführung einer Einweisung für das Bedienpersonal in die neuen SoftwareOberflächen direkt am Gerät.
6. Gewährleistung
- Es besteht Gewährleistung von mindestens 12 Monaten auf alle verbauten Neuteile (inkl.
Kathode/Keramik) sowie auf die Funktionsfähigkeit der modifizierten Software-Schnittstellen,
gerechnet ab dem Datum der unterzeichneten Endabnahme.