Direkt zum Inhalt

News: Atomstrahlen wie Licht bündeln

Wissenschaftler haben einen Spiegel entwickelt, der Strahlen aus Heliumatomen bündeln kann, so wie optische Spiegel Licht auf einen Punkt fokussieren. Damit ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu einem Atommikroskop getan, mit dem empfindliche Oberflächen untersucht werden können.
Elektronenmikroskope zeigen Strukturen in einer exzellenten Auflösung. Für Oberflächenwissenschaftler gibt es jedoch ein gewaltiges Problem: Der Elektronenstrahl durchdringt die obersten Atomschichten, wobei ein verschmiertes Bild entsteht und die Anordnung der Atome gestört wird. Reaktionsträge (inerte) Heliumatome würden dagegen nicht mit der Oberfläche reagieren. Doch Strahlen von Atomen müssen mit Lasern oder magnetischen Feldern umgelenkt werden, was nur geringe Umlenkungen ermöglicht. Ohne die Möglichkeit, den Strahl zu fokussieren, entspräche die Konstruktion eines Atommikroskops dem Bau eines optischen Mikroskops „in den Tagen, als es noch keine optischen Linsen gab”, meint William Allison vom Cavendish Laboratory in Cambridge.

Allison und sein Kollege Bodil Holst haben einen Spiegel hergestellt, der einen Strahl aus Heliumatomen bündeln kann (Nature vom 20. November 1997). Ausgangsmaterial war eine dünne Scheibe aus kristallinem Silizium, da Heliumatome von den äußeren Atomen des Gitters ohne Energieverlust zurückprallen, weshalb das Material gut für hochreflektierende Spiegel geeignet ist. Indem die Wissenschaftler den 50 Mikrometer dünnen Kristall durch einen elektrischen Spannungswechsel biegen, können sie den Atomstrahl in einem extrem kleinen Punkt fokussieren und so bei Messungen eine außerordentlich hohe Auflösung erreichen. „Jetzt können wir daran denken, alle Arten von Atominstrumenten zu bauen, die analog zu optischen Geräten sind”, sagt Allison.

Obwohl bereits in der Vergangenheit Atome mit anderen Methoden reflektiert wurden, ist dies der erste gebogene Spiegel, mit dem sich die Strahlen auch wirklich bündeln lassen.

Lesermeinung

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Leserzuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Leserzuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmer sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Lesermeinungen können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

  • Quellen

Partnervideos