Grundlagen der aperturlosen Nahfeld-Raman-Mikroskopie

• Applicant: Dr. Wieland Hill
• Subject Area: Analytical Chemistry
• Term: from 2000 to 2003
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5268706

Im Vorhaben sollen Grundlagen der aperturlosen Nahfeld-Raman- Mikroskopie unter Einsatz scannender feldverstärkender Sonden sowie ihrer Anwendungen in der chemischen Analytik untersucht werden. Mit sehr scharfen Sondenspitzen sollen Molekül- oder Phononenspektren mit einer Ortsauflösung unterhalb der Lichtwellenlänge gewonnen werden. Besondere Aufmerksamkeit wird der Entwicklung und Herstellung von Sonden mit minimalem Spitzendurchmesser und hoher Feldverstärkung gewidmet, da sie den zentralen, für Auflösungs- und Nachweisvermögen entscheidenden Bestandteil der Anordnung bilden. Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeiten ist die Kopplung von Raman- und Rastersondenmikroskop, wobei es insbesondere darauf ankommt, entsprechende konstruktive und elektronische Lösungen zu finden, die eine korrekte und stabile Sondenpositionierung im Laserfokus erlauben. Anhand von Untersuchungen zur Abhängigkeit der Streulichtintensität von Anregungswellenlänge, Sondengeometrie und -zusammensetzung sowie Betriebsparametern des Rastersondenmikroskops sollen Feldeigenschaften an der Sondenspitze theoretisch modelliert und Aussagen über Grenzparameter der Methode (Ortsauflösung, Kontrast, Verstärkung) bzw. optimale Sondenstrukturen abgeleitet werden. Die Leistungsfähigkeit des Verfahrens in der chemischen Analytik soll schließlich an feldverstärkenden Testobjekten und mehreren Typen von anwendungsrelevanten Proben untersucht und demonstriert werden. Dabei sind analytische Kenngrößen der Methode, insbesondere ihre Nachweisgrenzen hinsichtlich Partikelgröße, Schichtdicke bzw. Oberflächenbedeckung bei Monoschichten zu bestimmen.

• DFG Programme: Research Grants