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Forschung: Superlinsen aus Gold von Uni Oldenburg

29.05.2019

Oldenburg Eine kegelförmige Spitze aus Gold bildet das Kernstück eines neuen, extrem leistungsfähigen optischen Mikroskops, das Oldenburger Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Nature Nanotechnology vorstellen. Der Trick des neuen Mikroskops besteht darin, statt einer Linse aus Glas einen kleinen Goldkegel zu verwenden, um das Licht zu fokussieren. Dabei entsteht am Ende der Spitze ein nur wenige Nanometer großer Lichtfleck – also hundertfach kleiner als ein Fleck, auf den Licht mit Glaslinsen fokussiert werden kann.

Dieser Lichtfleck wird über die Oberfläche der Probe bewegt. So wird ein räumliches Bild des gestreuten Lichts aufgenommen. „Viele Nanostrukturen, etwa Viren oder auch technologisch relevante Nanopartikel, sind erheblich kleiner als die Wellenlänge des sichtbaren Lichtes und können mit konventionellen Lichtmikroskopen deshalb nicht abgebildet werden“, so der Hauptautor Dr. Martin Esmann. Er führte die Messungen für die Studie während seiner Promotion an der Uni Oldenburg durch.

Mit ihrem neuen Verfahren gelang es dem Team um den Physiker Prof. Dr. Christoph Lienau und den Chemiker Prof. Dr. Gunther Wittstock, Nanopartikel mit einem Durchmesser von nur zehn Milliardstel Meter – also zehn Nanometer – abzubilden.

Die neue Technik kann auch im Detail untersuchen und sogar steuern, wie sich Licht zwischen der Goldspitze und anderen Nanoobjekten ausbreitet. „Mit unserer Nanosonde sind wir in der Lage, gezielt die optischen Eigenschaften des beobachteten Objekts zu verändern“, so Lienau. Damit biete die neue Methode ungeahnte Möglichkeiten, um etwa den Energietransport auf der Nanoskala besser zu verstehen, sind sich die Experten sicher. Zudem sehen sie Anwendungsmöglichkeiten in der Medizin, bei der Entwicklung leistungsstärkerer Batterien und Solarzellen oder bei der Konzipierung neuer Bauelemente für Quantencomputer.

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