19.04.2022 • Atome und Moleküle

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.

Abb.: Durch das Anregen einer Torsions­schwin­gung des Sensors er­hält man...
Abb.: Durch das Anregen einer Torsions­schwin­gung des Sensors er­hält man einen be­son­ders hohen Bild­kon­trast. (Bild: M. Ebeling, D. Ebeling, JLU Gießen)

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

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