Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Revolutionäres Elektronenstrahl-Mikroskop eröffnet der Nano-Optik an der Uni Graz neue Dimensionen

31.01.2005


Ein Nanometer ist ein Milliardstelmeter - nur um eine Vorstellung davon zu bekommen, in welch unvorstellbare "Größen"-Ordnungen die Nanowissenschaft vordringt. Die Nano-Optik am Institut für Physik der Karl-Franzens-Universität Graz hat auf der Forschungsreise in den Nanokosmos nun einen entscheidenden Vorsprung - dank eines neuen, einzigartigen Elektronenstrahl-Mikroskops.



Im Zuge der Uni-Infrastruktur-Initiative II des österreichischen Bundesministeriums für Bildung, Wissenschaft und Kultur hat die Karl-Franzens-Universität Graz ein Top-Gerät - Anschaffungswert 550.000 Euro - der deutschen Firma RAITH bekommen. Das "Raith 100-2", basierend auf einem Zeiss-Elektronenstrahl-Mikroskop, ist, so Ao.Univ.-Prof. Dr. Joachim Krenn, Leiter der Arbeitsgruppe Nano-Optik an der Uni Graz, ein Unikat. "Durch seine außergewöhnliche Präzision ermöglicht es die Herstellung von zwanzig Nanometer feinen Strukturen - eine absolute Spitzenleistung."



Über ein CAD-Programm am Computer bearbeiten die ForscherInnen eine hauchdünne (hundert Nanometer) Kunststoffschicht: Der Elektronenstrahl mit einem Durchmesser von zwei bis drei Nanometern erzeugt in dieser Schicht die erwähnten Strukturen. Durch die Bearbeitung entsteht eine Lochmaske, auf die anschließend Silber oder Gold aufgedampft wird. Das Ergebnis ist eine Metalloberfläche mit Nanostrukturen, die als Grundlage für optische Experimente dient.

In ihrer Forschung verfolgt die Nano-Optik an der Uni Graz ein ganz besonderes Ziel, nämlich Licht in immer kleinere Strukturen "einzusperren" und zu transportieren. Kein Schildbürgerstreich, sondern erfolgreiche Grundlagenforschung. Joachim Krenn: "Vielerorts wo die Elektronik an ihre Grenzen stößt, kann die Lichttechnologie deren Aufgaben übernehmen. Eine entsprechend miniaturisierte Lichttechnologie kann aber nur mit radikal neuen Konzepten erreicht werden, wie zum Beispiel der Leitung von Licht in Nanodrähten aus Silber oder Gold anstatt in herkömmlichen Glasfasern. Diese Metalldrähte mit fünfzig, zwanzig oder zehn Nanometern Durchmesser wären fein genug, um sie als Grundlage zur Datenverarbeitung oder für kleinste Sensoren heranzuziehen. Solche stark miniaturisierten Sensoren könnten bei einer Vielzahl technischer Anwendungen, etwa in Kraftfahrzeugen, für bessere Leistung und mehr Sicherheit sorgen."

Voraussetzung dafür, dass ein metallischer Nanodraht Licht transportieren könne, sei allerdings, dass seine Oberfläche die "richtigen" geometrischen Strukturen aufweist, so Krenn. Um herauszufinden, wie diese Nanostrukturen auszusehen haben, müssten viele verschiedene getestet werden, die es zunächst einmal herzustellen gelte. Dazu bedarf es einer hochsensiblen und -präzisen High-Tech-Ausstattung - je ausgefeilter die Technik, umso besser für die Forschung. Das "Raith 100-2" eröffnet den WissenschafterInnen entsprechend neue Möglichkeiten.

Es ist den ForscherInnen der Uni Graz schon gelungen, Licht in so genannten Nanoteilchen - das sind Goldpartikel von zehn bis hundert Nanometern Durchmesser - einzufangen. Je nach Form und Größe dieser Partikel erscheint das Licht in verschiedenen Farben. Joachim Krenn berichtet auch bereits von einer Anwendung der Forschungsergebnisse: "Eine Kooperation der Grazer WissenschafterInnen mit der Wiener High-Tech-Firma ATTOPHOTONICS und dem deutschen Unternehmen für Sicherheitstechnologie IDENTIF hat zur Entwicklung so genannter ,nano-optischer Siegel’ geführt, die kurz vor der Marktanwendung stehen. Bei diesen ,Siegeln’ werden die Farbeffekte der Nanoteilchen zum ,Brandsealing’ genutzt, also zur Kennzeichnung von Marken-Originalteilen, um sie fälschungssicher zu machen - vom Flugzeugersatzteil bis zur Kreditkarte." Und vielleicht werden die Erkenntnisse aus den Forschungen der Nano-Optik ja auch schon bald den GeldfälscherInnen graue Haare wachsen lassen.

Kontakt:
Ao.Univ.-Prof. Dr. Joachim Krenn
Institut für Physik der Universität Graz
Tel.: +43 (0)316/380-5207
E-Mail: joachim.krenn@uni-graz.at

Gudrun Pichler | idw
Weitere Informationen:
http://nanooptics.uni-graz.at

Weitere Berichte zu: Durchmesser Elektronenstrahl-Mikroskop Nano-Optik

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Wie Magnetismus entsteht: Elektronen stärker verbunden als gedacht
21.09.2018 | Forschungszentrum Jülich

nachricht NOEMA: Halbzeit für das im Bau befindliche Superteleskop
20.09.2018 | Max-Planck-Institut für Radioastronomie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Wie Magnetismus entsteht: Elektronen stärker verbunden als gedacht

Wieso sind manche Metalle magnetisch? Diese einfache Frage ist wissenschaftlich gar nicht so leicht fundiert zu beantworten. Das zeigt eine aktuelle Arbeit von Wissenschaftlern des Forschungszentrums Jülich und der Universität Halle. Den Forschern ist es zum ersten Mal gelungen, in einem magnetischen Material, in diesem Fall Kobalt, die Wechselwirkung zwischen einzelnen Elektronen sichtbar zu machen, die letztlich zur Ausbildung der magnetischen Eigenschaften führt. Damit sind erstmals genaue Einblicke in den elektronischen Ursprung des Magnetismus möglich, die vorher nur auf theoretischem Weg zugänglich waren.

Für ihre Untersuchung nutzten die Forscher ein spezielles Elektronenmikroskop, das das Forschungszentrum Jülich am Elettra-Speicherring im italienischen Triest...

Im Focus: Erstmals gemessen: Wie lange dauert ein Quantensprung?

Mit Hilfe ausgeklügelter Experimente und Berechnungen der TU Wien ist es erstmals gelungen, die Dauer des berühmten photoelektrischen Effekts zu messen.

Es war eines der entscheidenden Experimente für die Quantenphysik: Wenn Licht auf bestimmte Materialien fällt, werden Elektronen aus der Oberfläche...

Im Focus: Scientists present new observations to understand the phase transition in quantum chromodynamics

The building blocks of matter in our universe were formed in the first 10 microseconds of its existence, according to the currently accepted scientific picture. After the Big Bang about 13.7 billion years ago, matter consisted mainly of quarks and gluons, two types of elementary particles whose interactions are governed by quantum chromodynamics (QCD), the theory of strong interaction. In the early universe, these particles moved (nearly) freely in a quark-gluon plasma.

This is a joint press release of University Muenster and Heidelberg as well as the GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt.

Then, in a phase transition, they combined and formed hadrons, among them the building blocks of atomic nuclei, protons and neutrons. In the current issue of...

Im Focus: Der Truck der Zukunft

Lastkraftwagen (Lkw) sind für den Gütertransport auch in den kommenden Jahrzehnten unverzichtbar. Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen der Technischen Universität München (TUM) und ihre Partner haben ein Konzept für den Truck der Zukunft erarbeitet. Dazu zählen die europaweite Zulassung für Lang-Lkw, der Diesel-Hybrid-Antrieb und eine multifunktionale Fahrerkabine.

Laut der Prognose des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur wird der Lkw-Güterverkehr bis 2030 im Vergleich zu 2010 um 39 Prozent steigen....

Im Focus: Extrem klein und schnell: Laser zündet heißes Plasma

Feuert man Lichtpulse aus einer extrem starken Laseranlage auf Materialproben, reißt das elektrische Feld des Lichts die Elektronen von den Atomkernen ab. Für Sekundenbruchteile entsteht ein Plasma. Dabei koppeln die Elektronen mit dem Laserlicht und erreichen beinahe Lichtgeschwindigkeit. Beim Herausfliegen aus der Materialprobe ziehen sie die Atomrümpfe (Ionen) hinter sich her. Um diesen komplexen Beschleunigungsprozess experimentell untersuchen zu können, haben Forscher aus dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) eine neuartige Diagnostik für innovative laserbasierte Teilchenbeschleuniger entwickelt. Ihre Ergebnisse erscheinen jetzt in der Fachzeitschrift „Physical Review X“.

„Unser Ziel ist ein ultrakompakter Beschleuniger für die Ionentherapie, also die Krebsbestrahlung mit geladenen Teilchen“, so der Physiker Dr. Thomas Kluge vom...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

4. BF21-Jahrestagung „Car Data – Telematik – Mobilität – Fahrerassistenzsysteme – Autonomes Fahren – eCall – Connected Car“

21.09.2018 | Veranstaltungen

Forum Additive Fertigung: So gelingt der Einstieg in den 3D-Druck

21.09.2018 | Veranstaltungen

12. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

20.09.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Tiefseebergbau: Forschung zu Risiken und ökologischen Folgen geht weiter

21.09.2018 | Geowissenschaften

4. BF21-Jahrestagung „Car Data – Telematik – Mobilität – Fahrerassistenzsysteme – Autonomes Fahren – eCall – Connected Car“

21.09.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Optimierungspotenziale bei Kaminöfen

21.09.2018 | Energie und Elektrotechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics