Gekoppeltes Rasterkraft- und Raman-Mikroskop

• Fachliche Zuordnung: Chemische Festkörper- und Oberflächenforschung
• Förderung: Förderung in 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 448621155

Bei vielen nanoskaligen Proben ist eine Analyse sowohl der topographischen, als auch der chemischen Struktur extrem wertvoll, um deren Aufbau und Funktionsweise detailliert zu verstehen. Ein gekoppeltes Rasterkraft-Raman-Mikroskop ist ideal dafür geeignet, chemische, topographische und mechanische Informationen in atmosphärischen oder flüssigen Umgebungen korreliert oder sogar simultan aufzunehmen, also ortsaufgelöst von derselben Stelle einer Probe. Eine detaillierte Strukturinformation mit einer Ortsauflösung im Nanometerbereich kann die Rasterkraftmikroskopie bereitstellen. Die Raman-Spektroskopie unterliegt jedoch typischerweise dem Beugungslimit und liefert damit chemische Informationen mit einer Ortsauflösung von einigen hundert Nanometern oder mehr. Durch Verwendung von plasmonischen Nanopartikeln oder mit plasmonischen Materialien funktionalisierte AFM-Spitzen kann sowohl die Raman-Signalstärke, als auch die räumliche Auflösung der Raman-Mikroskopie signifikant verbessert werden. Durch Anregung der lokalisierten Oberflächenplasmonenresonanz kann eine Signalverstärkung von vielen Größenordnungen erreicht werden, die sogar die Detektion einzelner Moleküle mittels Raman-Spektroskopie erlaubt. Beispielsweise soll dieses Gerät benutzt werden, um chemische Reaktionen einzelner Moleküle zu verfolgen, die in der Nähe von metallischen Nanopartikeln ablaufen. Durch eine simultane Messung von Nanostruktur-Topographie und Raman-Signal können unter anderem Nanostruktur-Verstärkungs-Beziehungen und Reaktionsverläufe unter verschiedenen Bedingungen detailliert untersucht werden. An der Universität Potsdam wird sowohl die Rasterkraftmikroskopie, als auch die (ortsaufgelöste) Raman-Spektroskopie intensiv verwendet, jedoch gibt es noch kein Gerät, das die Korrelation beider Messverfahren erlaubt. Das hier beantragte Gerät soll eine unabhängige Arbeitsfähigkeit der neu eingerichteten Professur für Hybride Nanostrukturen an der Universität Potsdam gewährleisten und eine Vielzahl neuer, teils kooperativer Projekte ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Gekoppeltes Rasterkraft- und Raman-Mikroskop
• Gerätegruppe: 1840 Raman-Spektrometer
• Antragstellende Institution: Universität Potsdam
• Leiter: Professor Dr. Ilko Bald