Einen nur zwei Mikrometer breiten Strahl aus Heliumatomen erzeugten Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Strömungsforschung in Göttingen. Der Grund: Atome verhalten sich, genauso wie Licht, mal als Teilchen und mal als Welle, allerdings mit deutlich kürzeren Wellenlängen. Mit einem Atomstrahl lassen sich also Mikroskope bauen, die eine höhere Auflösung erreichen als Lichtmikroskope.

Um den feinen Strahl zu erzeugen, schickten die Physiker Bodil Holst und Robert Grisenti Heliumatome durch eine trichterförmig ausgezogene Mikropipette mit einem Spitzendurchmesser von einem Mikrometer und fokussierten ihn dann mittels mehrerer konzentrischer Ringe, an denen die Atomwellen interferierten.

Ein großer Vorteil gegenüber Röntgen- oder Elektronenstrahlen: Es wird deutlich weniger Energie auf die untersuchte Oberfläche übertragen. Auf diese Weise lassen sich hochempfindliche Objekte wie selbstorganisierte Filme aus organischen Molekülen (SAMs) und Polymerschichten zerstörungsfrei abbilden.

Schon ein viel gröberer Strahl von etwa ein Millimeter Durchmesser erweiterte bereits das Instrumentarium der Forscher, beispielsweise um das Aufwachsen ultradünner Schichten von Alkalimetallen auf einem Wolframsubstrat zu untersuchen (Bild), quasi als Testfall für Prüfverfahren in der Halbleiterfertigung: Entstand eine defektfreie Oberfläche, wurden die Heliumatome vollständig reflektiert, sonst diffus gestreut.


Aus: Spektrum der Wissenschaft 2 / 2000, Seite 87
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