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entdeckt_01_2016 - Grenzverschiebung in Nanowelten

TITEL // DAS FORSCHUNGSMAGAZIN AUS DEM HZDR WWW.HZDR.DE 12 13 // Physiker der TU Dresden und des HZDR umgehen Grenzen der Optik mit der Nahfeld-Mikroskopie und zeigen, wie der fließende Übergang von Hochschulforschung zur außeruniversitären Wissenschaft funktionieren kann. Ein Blick in ein Mikroskop ist immer auch ein Eintauchen in Welten, die sonst vor uns verborgen bleiben. Winzige Material- fasern, kleinste Bakterien und einzelne Staubkörner türmen sich plötzlich wie Wolkenkratzer oder gar planetenähnliche Gebilde auf. In der modernen Forschung wird längst in Nano- meter-Bereichen – also millionstel Millimetern – gemessen. Klassische Mikroskope gelangen dort allerdings schnell an ihre absolute Grenze – das sogenannte Abbe-Limit. Ab dieser Grenze führt die Beugung des Lichts dazu, dass man einzelne Punkte nicht mehr voneinander unterscheiden kann. Die höchstmögliche Auflösung liegt bei einem herkömmlichen optischen Mikroskop ungefähr bei der Hälfte der Wellenlänge des verwendeten Lichts. Selbst mit besonders kurzwelligem ultra-violetten Licht lassen sich demnach kaum noch Details untersuchen, die kleiner sind als 200 Nanometer. Zum Ver- gleich: Die Strukturen auf modernen Mikrochips sind bereits deutlich kleiner, und auch viele Viren messen kaum mehr als 100 Nanometer. Nanospitze wird mit Infrarotstrahlung beschossen Will man Nanowelten mit langwelliger Infrarotstrahlung erfor- schen, bedeutet das eine ernstzunehmende Hürde, wie der Physiker Stephan Winnerl vom HZDR-Institut für Ionenstrahl- physik und Materialforschung erläutert: „Diese elektromagne- tische Strahlung eignet sich einerseits sehr gut für viele phy- sikalische Untersuchungen, da sie Materie leicht durchdringt und zugleich Schwingungen in Molekülen oder Festkörpern anregen kann. Andererseits wird die Auflösung mit zunehmen- der Wellenlänge immer schlechter.“ Eine Zwickmühle, aus der _TEXT . Christian Döring GRENZVERSCHIEBUNG IN NANOWELTEN REKORDVERDÄCHTIG: Denny Lang, Doktorand am HZDR, bei der Justage des Tieftemperatur-Nahfeldmikroskops am Freie-Elektronen- Laser FELBE. Foto: Oliver Killig

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