Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Tübinger Nahfeldmikroskop liefert höchstaufgelöste optische Bilder eines organischen Halbleiters

05.02.2010
Millionenfache Verstärkung des Leuchtens an molekularen Stufen erreicht

Die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Alfred Meixner und Dr. Dai Zhang vom Institut für Physikalische und Theoretische Chemie der Universität Tübingen hat ein Nahfeldmikroskop entwickelt, das die optischen Eigenschaften einer organischen Halbleiterprobe mit einer Auflösung und Empfindlichkeit zeigt, die lange Zeit aufgrund physikalischer Gesetze als unmöglich galten.

Das neu entwickelte Tübinger Mikroskop gestattet es, auf den Nanometer genau gleichzeitig optische Spektren und das Höhenprofil einer Oberfläche zu vermessen - ein Nanometer entspricht einem Millionstel Millimeter. "Molekulare Stufen eines Halbleiterfilms leuchten und sind deutlich als helle 17 Nanometer breite Streifen zu erkennen. Daraus ergeben sich erstaunliche neue Erkenntnisse, die bisher mit keiner anderen Methode erhalten werden können", sagt Alfred Meixner. Die Ergebnisse werden heute, den 5. Februar 2010, in der Zeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht und beruhen auf einer Zusammenarbeit mit Ute Heinemeyer und Prof. Dr. Frank Schreiber vom Institut für Angewandte Physik der Universität Tübingen und Dr. Reinhard Scholz von der TU München.

Halbleiter aus organischen Dünnfilmen spielen eine wichtige Rolle in neuartigen elektronischen Anwendungen, zum Beispiel in organische Solarzellen zur Energiegewinnung aus Sonnenlicht oder in organischen Leuchtdioden (OLEDs) für biegsame hochauflösende Bildschirme. Ihre elektronischen und optischen Eigenschaften unterscheiden sich wesentlich von den Eigenschaften der organischen Moleküle, aus denen sie aufgebaut sind. Insbesondere die mikroskopische Struktur ist noch nicht gut verstanden, obwohl zum Beispiel molekulare Inseln, Kanten und Fehlstellen die Filmeigenschaften stark beeinflussen.

Genau dies macht das Tübinger Mikroskop sichtbar. Dazu wird eine äußerst feine Goldspitze bis auf ein bis drei Nanometer an die Halbleiteroberfläche herangebracht und gleichzeitig mit einem scharf fokussierten Laserstrahl beleuchtet. "Wir haben bei nanometergenauer Auflösung eine optische Signalverstärkung von bis zu einer Million erhalten", erklärt Alfred Meixner. "So eine hohe Verstärkung ist möglich, weil die Spitze im Fokus eines Parabolspiegels steht: Diese Kombination ergibt eine perfekte optische Antenne. Die Goldspitze konzentriert das Licht lokal in den nur Nanometer großen Spalt direkt zwischen Spitzenende und Probenoberfläche und erzeugt dort ein optisches Nahfeld, welches die Probe anregt. Photonen, die dort von der Probe erzeugt werden, gelangen auf dem umgekehrten Weg über die Spitze und den Parabolspiegel auf einen empfindlichen Detektor."

Die Nahfeldmessungen der Halbleiterfilme aus Diindenoperylen-Molekülen (DIP) ergaben, dass die Kanten der DIP-Nano-Terrassen leuchten: die Kanten sind nur eine bis drei Molekülschichten hoch und erscheinen als helle Streifen von etwa 17 Nanometer Breite. Dies liegt an Elektronenlochpaaren, sogenannten Exzitonen, die in dem Halbleiter DIP durch das Nahfeld der Spitze erzeugt und auch detektiert werden. "Wäre unsere Goldspitze nicht da, würden die Exzitonen hauptsächlich thermisch zerfallen", erklärt Alfred Meixner. "Dieser Durchbruch könnte dazu führen, dass die Nahfeldmikroskopie Eingang in die Materialforschung findet und dort zu grundlegenden neuen Erkenntnissen führt", sind sich Reinhard Scholz und Frank Schreiber einig.

Weitere Informationen und Bildmaterial:
http://www.uni-tuebingen.de/Meixner/press.html
Für Nachfragen:
Professor Dr. Alfred Meixner, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Auf der Morgenstelle 8, 72076 Tübingen, Tel.: 07071/29-76903, E-Mail: alfred.meixner(at)uni-tuebingen.de
Eberhard Karls Universität Tübingen
Hochschulkommunikation
Abteilung Presse und Forschungsberichterstattung
Michael Seifert
Wilhelmstr. 5 · 72074 Tübingen
Tel.: 0 70 71 · 29 · 7 67 89 · Fax: 0 70 71 · 29 · 5566
E-Mail: michael.seifert@uni-tuebingen.de

Michael Seifert | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-tuebingen.de/Meixner/press.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Tanz mit dem Feind
12.12.2018 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

nachricht Bose-Einstein-Kondensate können Gravitationswellen derzeit wohl kaum nachweisen
12.12.2018 | Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

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: An energy-efficient way to stay warm: Sew high-tech heating patches to your clothes

Personal patches could reduce energy waste in buildings, Rutgers-led study says

What if, instead of turning up the thermostat, you could warm up with high-tech, flexible patches sewn into your clothes - while significantly reducing your...

Im Focus: Quantenkryptographie ist bereit für das Netz

Wiener Quantenforscher der ÖAW realisierten in Zusammenarbeit mit dem AIT erstmals ein quantenphysikalisch verschlüsseltes Netzwerk zwischen vier aktiven Teilnehmern. Diesen wissenschaftlichen Durchbruch würdigt das Fachjournal „Nature“ nun mit einer Cover-Story.

Alice und Bob bekommen Gesellschaft: Bisher fand quantenkryptographisch verschlüsselte Kommunikation primär zwischen zwei aktiven Teilnehmern, zumeist Alice...

Im Focus: Tödliche Kombination: Medikamenten-Cocktail dreht Krebszellen den Saft ab

Zusammen mit einem Blutdrucksenker hemmt ein häufig verwendetes Diabetes-Medikament gezielt das Krebswachstum – dies haben Forschende am Biozentrum der Universität Basel vor zwei Jahren entdeckt. In einer Folgestudie, die kürzlich in «Cell Reports» veröffentlicht wurde, berichten die Wissenschaftler nun, dass dieser Medikamenten-Cocktail die Energieversorgung von Krebszellen kappt und sie dadurch abtötet.

Das oft verschriebene Diabetes-Medikament Metformin senkt nicht nur den Blutzuckerspiegel, sondern hat auch eine krebshemmende Wirkung. Jedoch ist die gängige...

Im Focus: Lethal combination: Drug cocktail turns off the juice to cancer cells

A widely used diabetes medication combined with an antihypertensive drug specifically inhibits tumor growth – this was discovered by researchers from the University of Basel’s Biozentrum two years ago. In a follow-up study, recently published in “Cell Reports”, the scientists report that this drug cocktail induces cancer cell death by switching off their energy supply.

The widely used anti-diabetes drug metformin not only reduces blood sugar but also has an anti-cancer effect. However, the metformin dose commonly used in the...

Im Focus: New Foldable Drone Flies through Narrow Holes in Rescue Missions

A research team from the University of Zurich has developed a new drone that can retract its propeller arms in flight and make itself small to fit through narrow gaps and holes. This is particularly useful when searching for victims of natural disasters.

Inspecting a damaged building after an earthquake or during a fire is exactly the kind of job that human rescuers would like drones to do for them. A flying...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

ICTM Conference 2019 in Aachen: Digitalisierung als Zukunftstrend für den Turbomaschinenbau

12.12.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Januar und Februar 2019

11.12.2018 | Veranstaltungen

Eine Norm für die Reinheitsbestimmung aller Medizinprodukte

10.12.2018 | Veranstaltungen

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

Neuer Baustein in der Bildung von Aragonit entdeckt

13.12.2018 | Geowissenschaften

Längere Akku-Laufzeit: Lithium-Ionen-Batterien auf nächste Leistungsstufe gehoben

13.12.2018 | Energie und Elektrotechnik

Wie beeinflussen Vulkane das Klima?

13.12.2018 | Geowissenschaften

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