El Centro Ernst Ruska de Microscopía y Espectroscopía con Electrones (ER-C) es un instituto ubicado en el campus del Forschungszentrum Jülich que pertenece a la Asociación Helmholtz de Centros de Investigación Alemanes . Está compuesto por tres divisiones: ER-C-1 “ Física de sistemas a nanoescala ”, ER-C-2 “ Ciencia y tecnología de materiales ” y ER-C-3 “ Biología estructural ”.
En el marco de una plataforma de competencias gestionada conjuntamente por el Forschungszentrum Jülich y la Universidad RWTH de Aachen , el ER-C gestiona una instalación de usuarios nacional e internacional que proporciona acceso a instrumentos, métodos y conocimientos de última generación a universidades, instituciones de investigación y la industria.
Los objetivos principales del ER-C son la investigación fundamental en microscopía electrónica, centrándose en el desarrollo de métodos y aplicaciones de la microscopía electrónica de transmisión de alta resolución (HRTEM) y la microscopía electrónica de transmisión de barrido (STEM) en física, química y biología.
El ER-C fue fundado como plataforma de competencia el 27 de enero de 2004 mediante un contrato firmado por el presidente del Forschungszentrum Jülich, Joachim Treusch, y el rector de la RWTH Aachen University, Burkhard Rauhut. [1] El 18 de mayo de 2006 se inauguró en presencia de miembros de la familia Ernst Ruska , así como de representantes de la comunidad internacional de microscopía electrónica. [2] El 1 de enero de 2017, el ER-C obtuvo el estatus de instituto científico independiente en el Forschungszentrum Jülich. Actualmente, el ER-C se está expandiendo en el marco de la Hoja de Ruta de Infraestructura de Investigación del Ministerio Federal de Educación e Investigación (BMBF) bajo la denominación ER-C 2.0. De este modo, el ER-C crea incentivos para que las empresas que trabajan con nuevos materiales y tecnologías se instalen en la zona minera renana y contribuyan al desarrollo de una región de competencia para tecnologías de materiales innovadoras y, en última instancia, al éxito del cambio estructural.
El ER-C desarrolla nuevos métodos y tecnologías en el campo de la microscopía electrónica, con especial atención a las técnicas de ultraalta resolución para estudiar materiales en estado sólido, materiales blandos y sistemas biológicos. El ER-C alberga microscopios electrónicos convencionales y de última generación, que van desde microscopios electrónicos de barrido estándar hasta instrumentos altamente especializados con corrección de aberración que ofrecen imágenes y espectroscopía con resolución sub-Å [3] , así como mediciones cuantitativas de distribuciones de campos electromagnéticos utilizando técnicas de contraste de fase que incluyen holografía electrónica fuera de eje y STEM 4D. El ER-C opera actualmente siete instrumentos con corrección de aberración [4] .
El 29 de febrero de 2012, el ER-C inauguró el primer microscopio electrónico de transmisión con corrección de aberración cromática en Europa, denominado “PICO”, capaz de resolver posiciones atómicas en materiales con una resolución espacial de 50 picómetros y una precisión cercana a 1 picómetro. [5] También está equipado con un monocromador, un biprisma electrónico, un espectrómetro de pérdida de energía de electrones y un detector de conteo directo de electrones.
Se pueden realizar mediciones in situ y cuantitativas del campo electromagnético utilizando un microscopio electrónico de transmisión con corrección de aberración esférica equipado con un gran espacio entre el objetivo y la pieza polar (11 mm), un sistema de doble biprisma y un detector de conteo directo de electrones. El mismo microscopio se utiliza para el desarrollo continuo de instrumentación, incluida la transferencia de muestras en ultra alto vacío, la iluminación láser, la magnetización in situ y los experimentos a baja temperatura.
Recientemente, la microscopía crioelectrónica (crio-EM) se convirtió en una parte integral del Centro Ernst-Ruska con criomicroscopios de última generación: Titan Krios G4 de 300 kV (operativo en el verano de 2021) y Talos Arctica de 200 kV, incluidos los detectores Gatan Bioquantum K3. [6]
Las tres divisiones científicas del ER-C se centran en temas de investigación específicos:
1. ERC-1 (física y química del estado sólido) se centra en electrocerámicas y óxidos nanoelectrónicos, materiales para TI ecológica, mapeo de campos electromagnéticos, óptica electrónica y desarrollo de métodos, aleaciones metálicas y crecimiento de cristales, catálisis, nanofabricación y detección cuántica, microscopía y espectroscopia de efecto túnel de barrido y microscopía electrónica de transmisión de barrido con resolución de momento.
2. ERC-2 (ciencia de los materiales) se centra en membranas de separación de gases, materiales de baterías, memorias no volátiles y aceros de alto rendimiento.
3. ERC-3 (biología estructural) se centra en la microscopía crioelectrónica (crio-EM) utilizando un enfoque integral de tomografía y partículas individuales para investigar las estructuras de los procesos de biología de membrana, autofagia y endocitosis.
Las instalaciones son accesibles para usuarios externos a través de la oficina de usuarios del ER-C.