Arbeitsgruppe Prof. Dr. Uwe Hartmann

Nanostrukturforschung und Nanotechnologie

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Universität des Saarlandes
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Forschung

Grundlagen

Rasterkraftmikroskopie

Auflösungsbeeinflussende Faktoren

Einer der wichtigsten Faktoren, die die Auflösung eines Rasterkraftmikroskops beeinflussen können, ist die Form der Messspitze. Die besten verfügbaren Spitzen haben eine Krümmungsradius von ungefähr 5 nm. Die Auswirkung der Spitzengeometrie auf das entstehende Bild wird in nebenstehender Abbildung verdeutlicht. Wenn die Spitze über die Probe gerastert wird, treten die Seiten der Spitze schon vor dem eigentlichen Scheitelpunkt in Wechselwirkung mit dem Objekt und das Mikroskop antwortet darauf. Man könnte sagen, dass das entstehende Bild eine Faltung der wirklichen Oberfläche mit dem Aussehen der Spitze darstellt.

Neben diesem Effekt sollte man sich darüber im Klaren sein, dass enorme Drücke auftreten können, während sich die Spitze über einem Objekt befindet. Wichtig ist dies vor allem bei weichen abzubildenden Materialien wie biologischen Polymeren (z.B. DNA). So konnte gezeigt werden, dass die gemessene DNA-Breite eine Funktion der während der Abbildung angelegten Kraft ist. Dies liegt daran, dass aufgrund der kleinen Kontaktfläche die Kräfte zwischen Probe und Spitze zwar niedrig sein mögen (einige nN), die auftretenden Drücke sich aber im MPa-Bereich bewegen können.

Einfluss der Spitzengeometrie während der Messung

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28.02.2006