19.05.2009
Chemische Analytik auf der Nanometerskala: Kombinationen aus Rasterkraftmikroskopie und Ramanspektroskopie
Dr. Thomas Schmid , Johannes Stadler, Prof. Renato Zenobi, ETH Zürich, Departement Chemie und Angewandte Biowissenschaften
Die fortschreitende Miniaturisierung in verschiedenen Bereichen der Technik, die zu Strukturen mit Abmessungen bis in den Nanometerbereich (1 Nanometer = 1 Milliardstel Meter) hinein führt, macht chemische Analysenmethoden notwendig, die gezielt solche Nanostrukturen mit hoher Ortsauflösung untersuchen können. Sowohl für die Optimierung von Produktionsprozessen als auch für die Qualitätskontrolle bei nanotechnologischen Produkten sind solche "Augen für die Nanowelt" essentiell. Allerdings sind die üblichen Nano-Mikroskope "chemisch blind", das heißt sie erzeugen zwar Bilder von der Nanowelt, bieten aber keine Möglichkeit für chemische Analysen.
Auf der anderen Seite sind Methoden der chemischen Analytik, wie optische Spektroskopieverfahren, in ihrer Ortsauflösung oft auf den Mikrometerbereich beschränkt. Der vorliegende Beitrag beschreibt Methodenkombinationen, die in unserer Gruppe erforscht werden, welche sowohl Bildgebung als auch chemische Analytik mit Ortsauflösungen im Nanometerbereich ermöglichen.
Außerdem werden Anwendungen dieser Methoden in den Bereichen Biologie und Materialwissenschaften vorgestellt, so etwa die Untersuchung bakterieller Biofilme, in Biofilmen erzeugter Dolomit-Nanopartikel (Biomineralisierung) und neuartiger Dünnschicht-Solarzellenmaterialien.