Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hochauflösender Blick in die Tiefe

10.04.2014

BMBF fördert Projekt der Uni Jena zur dreidimensionalen Abbildung von Nanostrukturen

Ob Zellen in einem Zwiebelhäutchen, Pantoffeltierchen oder Blütenpollen – Jeder, der schon einmal selbst in ein Mikroskop geschaut hat, weiß, dass sich dreidimensionale Objekte meist nur in einer Ebene scharf stellen lassen. Sobald eine andere Schicht in den Blick genommen werden soll, heißt es, das Objekt neu zu fokussieren.


Prof. Dr. Gerhard Paulus (r.) und Doktorand Silvio Fuchs von der Uni Jena wollen in ihrem Forschungsprojekt "X-CoherenT" ein hochauflösendes Röntgenmikroskop entwickeln.

Foto: Jan-Peter Kasper/FSU

Einem Wissenschaftlerteam um Prof. Dr. Gerhard Paulus von der Friedrich-Schiller-Universität Jena ist es gelungen, ein neuartiges Mikroskopie-Verfahren zu entwickeln, mit dem sich – ganz ohne einzelne Ebenen fokussieren zu müssen – Objekte dreidimensional abbilden lassen und das in extrem hoher Auflösung. Selbst winzigste Strukturen mit einer Größe von nur wenigen Nanometern lassen sich damit sichtbar machen.

In einem neuen Forschungsprojekt wollen die Physiker dieses Verfahren nun aus der Grundlagenforschung in den Laboralltag überführen. „X-CoherenT“ heißt das Vorhaben, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) in den kommenden drei Jahren mit rund 1,3 Millionen Euro gefördert wird. „X-CoherenT“ wird im Rahmen des Programms „Validierung des Innovationspotenzials“ gefördert, das Projekte unterstützt, die aus der Grundlagenforschung entstanden sind und das Potenzial zur wirtschaftlichen Verwertung haben.

„Bei unserer Methode handelt es sich um eine Weiterentwicklung der sogenannten optischen Kohärenztomografie“, erläutert Prof. Paulus. Dieses bisher für den infraroten Spektralbereich etablierte Verfahren beruht auf der Streuung von Lichtwellen an Oberflächen oder Materialgrenzen und wird beispielsweise in der Augenmedizin zur Untersuchung der Netz- und der Hornhaut eingesetzt. „Wir haben demonstriert, dass sich dafür auch extrem kurzwelliges UV-Licht und Röntgenstrahlung eignen“, erklärt Prof. Paulus. Dank der erheblich kürzeren Wellenlänge und des breiten Spektrums der eingesetzten Strahlung erhöhe sich die Auflösung der Methode um das Tausendfache, macht der Lehrstuhlinhaber für Nichtlineare Optik deutlich.

Allerdings hat die Sache noch einen Haken: Die dafür notwendige breitbandige UV- bzw. Röntgenstrahlung lässt sich bisher nur in Großforschungsanlagen etwa dem DESY in Hamburg erzeugen und steht somit nur einem beschränkten Kreis von Wissenschaftlern zur Verfügung. Dies zu ändern ist das Ziel des Projekts „X-CoherenT“. „Wir wollen ein Röntgenmikroskop entwickeln, dass auch in ein Labor durchschnittlicher Größe passt und damit für vielfältige Anwendungen eingesetzt werden kann“, so Paulus.

In den kommenden drei Jahren wollen die Jenaer Forscher nun einen praxistauglichen Prototyp ihres Röntgenmikroskops bauen. „Dafür brauchen wir vor allem leistungsstarke Strahlungsquellen im Labormaßstab“, erläutert Silvio Fuchs. Dazu wollen die Physiker Ultrakurzpulslasersysteme nutzen, so der Doktorand aus Paulus‘ Team.

Neben der hohen Auflösung biete das Verfahren auch einen weiteren Vorteil: die Proben werden durch die Untersuchung nicht zerstört oder verändert. „In der Halbleiterindustrie ist es bisher teilweise üblich, die Proben zu zersägen, um sie in der Tiefe untersuchen zu können“, weiß Silvio Fuchs. Das wäre mit dem Jenaer Verfahren nicht mehr nötig und die Halbleiter ließen sich anschließend sogar wieder verwenden. „Auch biologische Proben könnten so auf wenige Nanometer genau untersucht werden.“

Kontakt:
Prof. Dr. Gerhard Paulus, Silvio Fuchs
Institut für Optik und Quantenelektronik der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Max-Wien-Platz 1, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 947201, 03641 / 947615
E-Mail: gerhard.paulus[at]uni-jena.de, silvio.fuchs[at]uni-jena.de

Weitere Informationen:

http://www.uni-jena.de

Dr. Ute Schönfelder | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht Red Dot Design Award für die dormakaba 360°City App
09.12.2016 | Kaba GmbH

nachricht Zweimal Gold beim Architects’ Darling Award 2016 für dormakaba
28.11.2016 | Kaba GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Im Focus: Studying fundamental particles in materials

Laser-driving of semimetals allows creating novel quasiparticle states within condensed matter systems and switching between different states on ultrafast time scales

Studying properties of fundamental particles in condensed matter systems is a promising approach to quantum field theory. Quasiparticles offer the opportunity...

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Intelligente Haustechnik hört auf „LISTEN“

17.01.2017 | Architektur Bauwesen

Satellitengestützte Lasermesstechnik gegen den Klimawandel

17.01.2017 | Maschinenbau