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17.07.2015

Optische Eigenschaften von Bornitrid für hochauflösende Mikroskopie nutzen


Wissenschaftler der RWTH unter Projektleitung von Professor Dr. rer. nat. Thomas Taubner vom Lehr- und Forschungsgebiet Metamaterialien und Nano-Optik beschreiben unter dem Titel "Hyperbolic phonon-polaritons in boron nitride for near-field optical imaging and focusing" die optischen Eigenschaften des "exotischen", natürlichen Materials Bornitrid. Es weist auf kleinsten Längenskalen Eigenschaften auf, die bislang nur in künstlichen Materialien festgestellt wurden. Die Experimente führten die RWTHler mit einer Gruppe um den Nobelpreisträger Konstantin Novoselov durch. Sie setzten dafür einen neuen, am Aachener Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT entwickelten Laser ein.

Das Material Bornitrid gehört zu den so genannten zwei-imensionalen Materialen. Ähnlich wie Graphen ist es in einer einzelnen Monolage, also in 2D stabil. Die einzelnen Monolagen sind nur durch schwache Kräfte miteinander verbunden. 2D-Materialien sind in der Physik, Chemie und Nanotechnologie ein aktuelles Thema, da sie gegenüber den Volumenmaterialien andere elektrische und optische Eigenschaften haben.

Thomas Taubner und sein Team zeigen, dass man bestimmte Effekte auch für die Mikroskopie verwenden kann. Mit dem neuen Material lassen sich Objekte abbilden, die deutlich kleiner als die natürliche Wellenlänge des verwendeten Lichts sind. Somit dient eine dünne Schicht des hexagonalen Bornitrids als eine Art "Superlinse", die sehr kleine Objekte eins zu eins abbilden kann. Allerdings kann dieses Material auch einen vergrößerten Umriss eines Nanoobjekts generieren, was die herkömmliche Superlinse nicht kann. Damit ist eine Grundlage zu vergrößerten Superlinsen gelegt - so genannten Hyperlinsen, die aus natürlichen Materialien bestehen. Bislang war auch dies nur mit künstlichen Materialien möglich.

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Quelle: RWTH Aachen




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