Tiefer Blick ins Molekül
Neue Methode zur Abbildung der chemischen Struktur einzelner Moleküle entwickelt.
Um die chemische Struktur einzelner Moleküle sichtbar zu machen, haben Wissenschaftler der Uni Gießen und der University of Newcastle in Australien eine neue Methode entwickelt. Für die Messungen benötigt man ein Tieftemperatur-Rasterkraftmikroskop mit einer extrem scharfen Spitze, welche nur aus einem einzelnen CO-Molekül besteht, sowie Stimmgabelsensoren, welche zu sehr kleinen Schwingungen im Bereich von nur wenigen Pikometern angeregt werden können.
Bislang wurden die Stimmgabelsensoren so betrieben, dass die CO-Spitze senkrecht zur Probenoberfläche oszilliert. Den Wissenschaftlern ist es jetzt gelungen, eine Torsionsschwingung der Sensoren für solche hochauflösenden Messungen von Molekülen zu nutzen. Hierdurch oszilliert die CO-Spitze annähernd parallel zur Oberfläche. Das liefert einen beeindruckenden Bildkontrast, der auf Lateralkräften mit besonders hoher Abstandsabhängigkeit beruht.
Solche Messungen konnten bisher nur mit speziellen Lateralkraftsensoren durchgeführt werden. Der Vorteil bei der neuen Methode: Durch den Betrieb bei einer anderen Resonanzfrequenz ist es leicht möglich, zwischen der gewöhnlichen Bond-Imaging-Methode und der Lateralkraftmethode zu wechseln. Damit entfällt die Notwendigkeit, den kompletten Sensor zu tauschen, was bei Tieftemperatur-Rasterkraftmikroskopen sehr aufwändig ist.
Die Wissenschaftler wollen die neue Technik künftig verwenden, um molekulare Reaktionsprozesse auf Oberflächen zu untersuchen.
JLU Gießen / RK
Weitere Infos
- Originalveröffentlichung
D. Martin-Jimenez et al.: Chemical bond imaging using torsional and flexural higher eigenmodes of qPlus sensors, Nanoscale 14, 5329 (2022); DOI: 10.1039/D2NR01062C - AG Schirmeisen, Institut für angewandte Physik, FB Mathematik und Informatik, Physik, Geographie, Justus-Liebig-Universität Gießen
