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Das Photon-Rastertunnelmikroskop: Der Showroom für einzelne Atome

Das Photon-Rastertunnelmikroskop: Der Showroom für einzelne Atome

© Max Fuhrmann/TU Braunschweig
Die Herzkammer des Photon-STMs. Gut zu Erkennen: Die Halterung der Spitze über der Probe.

Das Photon-STM (aus dem Englischen für „Scanning Tunneling Microscope“) am Forschungszentrum LENA der TU Braunschweig kann einzelne Atome auf Oberflächen sichtbar machen. Es bringt dafür eine Spitze so nahe wie möglich an die Probenoberfläche. Zwischen Spitze und Probe passen dann gerade mal zwei bis fünf Atome. Das Mikroskop sammelt seine Informationen über ein geringes, aber äußerst präzises elektrisches Signal. Dabei bewegt man die Spitze Zeile für Zeile über die Oberfläche der Probe. Änderungen im Stromsignal geben für jeden Punkt Rückschlüsse auf Höhenunterschiede und elektronische Eigenschaften..

Das Gerät kann aber nicht nur einzelne Atome sichtbar machen, sondern diese auch mit Hilfe der Spitze an bestimmten Stellen platzieren. Atom für Atom lassen sich so künstliche Moleküle herstellen. Mit solcher Grundlagenforschung ebnet die Arbeitsgruppe von Professorin Uta Schlickum als Teil des Exzellenzclusters QuantumFrontiers beispielsweise den Weg für zukünftige Farbstoffe, die etwa Solarzellen oder OLEDS verbessern.

Ein Foto des Photon-STM ist aktuell Bild des Monats der TU Braunschweig.