Infrarote Nano-Optik

 

Die Forschungsgruppe um Professor Taubner befasst sich mit der Weiterentwicklung von neuen Mikroskopie- und Spektroskopieverfahren mit Infrarotlicht. Dies beinhaltet Mikroskopie-Verfahren mit extrem hoher Ortsauflösung, wie zum Beispiel die optische Nahfeldmikroskopie (SNOM) und das Konzept der Superlinsen. Im Weiteren wird der Einsatz von resonanten Nanostrukturen (IR Antennen) für die IR-Spektroskopie bei erhöhter Sensitivität untersucht.

Beide Mikroskopieverfahren ermöglichen eine Auflösung jenseits des Beugungslimits konventioneller Mikroskope, welches bei ungefähr einer halbe Wellenlänge des verwendeten Lichts liegt. Mit SNOM kann durch die Verwendung von Lichtverstärkung und -streuung an einer feinen Tastspitze eine Ortsauflösung von bis zu 20-30 nm erzielt werden. Bei Superlinsen, die auf der Anregung von Oberflächenwellen basieren, ist eine Auflösung von immerhin 700 nm (entspricht einem vierzehntel der Wellenlänge) möglich, was immer noch weit unter dem Beugungslimit liegt. Durch den Einsatz von Infrarotlicht (mittleres Infrarot, MIR: Wellenlänge zwischen 3 und 20 Mikrometern) können spektroskopische Informationen wie zum Beispiel chemische Bindungen, lokale Kristallstrukturen oder auch Konzentrationen von freien Ladungsträgern in Nanostrukturen und Nanokompositmaterialien sichtbar gemacht werden und zur Verbesserung dieser Strukturen verwendet werden.