Herkömmliche Rasterkraftmikroskope können Oberflächen mit atomarer Auflösung abtasten, allerdings nicht die verschiedenen Arten der abgebildeten Atome voneinander unterscheiden. Forscher der Osaka-Universität in Japan haben sich zusammen mit Kollegen aus Tschechien und Spanien nun dieses Defizits angenommen und ein Rasterkraftmikroskop entwickelt, das einen chemischen Fingerabdruck einzelner Atome abnehmen kann. Die neue Methode könnte zahlreiche Anwendungen in der Materialanalyse finden.
Das Prinzip eines Rasterkraftmikroskops ist relativ einfach: Eine feine Spitze, zumeist aus Silizium, Metall oder Diamant, wird über die zu untersuchende Oberfläche bewegt und tastet diese dabei ab. Wenn die Spitze scharf genug ist, können auf diese Weise einzelne Atome abgebildet und topographische Bilder der Oberfläche erzeugt werden.
Oscar Custance und seine Kollegen haben sich nun gefragt, ob sich auf diese Weise auch die Art der Oberflächenatome bestimmen lässt. Dazu bewegten die Forscher die Spitze über verschiedenen Atomen auf und ab, und untersuchten, wie sich die Anziehungskraft zwischen Spitze und Atom mit dem Abstand zwischen den beiden veränderte. In ihrer Studie zeigen die Forscher, dass sich auf diese Weise in der Tat die chemische Zusammensetzung einer Oberfläche analysieren lässt.
Da allerdings die genaue Form der Wechselwirkung sehr von der Beschaffenheit der verwendeten Spitze abhängt, müssen die Forscher schon von vorneherein die chemische Zusammensetzung des Stoffes wissen. Auf diese Weise lässt sich der relative Anteil der verschiedenen Atomarten auf der Oberfläche bestimmen, was die Interpretation der mit dem Kraftmikroskop ermittelten Fingerabdrücke erleichtert.
Nature, Bd. 446, S. 64 Stefan Maier
