Unsere Seite auf

Nachrichten und Pressemeldungen aus Labor und Analytik

11.07.2002

Infrarotantenne als "Nano-Lupe"


n einem kürzlich entwickelten Nahfeldmikroskop haben Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried erstmals Kristallschwingungen mit nanometrischer Ortsauflösung sichtbar gemacht (Nature, 11. Juli 2002). Mit Hilfe von Infrarotlaserstrahlen konnten sie die Resonanz der Kristallschwingung, die so genannte Phonon-Resonanz, aufzeichnen. Die neue Technik macht kleinste Kristallveränderungen und -verunreinigungen im Bereich von nur einem Hunderttausendstel Millimeter sichtbar und eröffnet neue Möglichkeiten für die Erforschung von Materialien und biologischen Mineralien wie Zähnen und Knochen. Sogar technische Innovationen etwa für die Datenspeicherung sind möglich und wurden bereits zum Patent angemeldet.

Die Faszination der Menschen für Kristalle rührt daher, dass sie im Licht glänzen, dieses also reflektieren. Weit außerhalb der sichtbaren Wellenlängen des Spektrums (400 bis 700 Nanometer), im Infrarotlicht, reflektieren viele Kristalle das Infrarotlicht sogar wie ein metallischer Spiegel zu 100 Prozent. Das liegt daran, dass die Atome in ihrem Kristallgitter ständig gegeneinander schwingen, und deshalb das infrarote Licht nicht in den Kristall eindringen kann. In der Theorie hatte man schon lange die Möglichkeit eines resonanzhaften Zusammenspiels dieser Schwingungen mit Infrarotstrahlung vorausgesagt, es war bislang aber nicht möglich, dieses wirklich sichtbar zu machen. Der Durchbruch ist jetzt dem Forscherteam Rainer Hillenbrand, Thomas Taubner und Fritz Keilmann in der Abteilung "Molekulare Strukturbiologie" des Max-Planck-Instituts für Biochemie gelungen.

Die Martinsrieder Wissenschaftler beleuchteten einen Siliziumkarbid-Kristall mit Infrarotlicht mit einer Wellenlänge zwischen 8 und 12 Mikrometer und betrachteten ihn dabei in ihrem so genannten "Nahfeldmikroskop". Bereits 1999 hatten sie mit ihrem chemischen Mikroskop für die Nanotechnik für Schlagzeilen gesorgt (vgl. Nature 399 (1999), Physics Today 7/1999, "Chemisches Mikroskop für die Nanotechnik" PRI C5/99 (14)). Damals hatten sie die Technik des herkömmlichen Rastersondenmikroskops mit Infrarotbeleuchtung ergänzt und bewiesen, dass sie hundert Mal feinere Details als das Lehrbuch erlaubt erkennen können, nämlich 1/100 der Wellenlänge. Die Infrarottechnik erlaubt es, erstmals die chemische Zusammensetzung auf nanometrischer Skala abzubilden. Beim Rastersondenmikroskop wird eine gerade einmal 20 Nanometer breite Abtastnadel in minimalem Abstand rasterartig über eine Kristalloberfläche bewegt. Auf diese Weise werden die Höhen und Tiefen der Oberfläche aufgezeichnet und im Computer zu einem dreidimensionalen Oberflächenrelief des Kristalls zusammengesetzt.

Quelle: Max-Planck-Gesellschaft




—> alle Nachrichten dieser Firma

Abonnieren:

Empfehlen: