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Das Pikometer-Mikroskop: Hochpräzise Messung elektrischer Felder#

Ein Elektronenstrahl wird auf eine Probe fokussiert, weitet sich dahinter wieder auf und wird schließlich als Scheibe abgebildet. Durch elektrische Felder erfährt diese Scheibe nicht bloß eine Verschiebung, sondern verändert auch ihre Form
Ein Elektronenstrahl wird auf eine Probe fokussiert, weitet sich dahinter wieder auf und wird schließlich als Scheibe abgebildet. Durch elektrische Felder erfährt diese Scheibe nicht bloß eine Verschiebung, sondern verändert auch ihre Form TU Wien

Moderne Elektronenmikroskope können nicht nur Atome sichtbar machen, sondern sogar das elektrische Feld dazwischen hochauflösend vermessen. Eine neue Methode soll nun helfen, atomare Strukturen besser zu verstehen.#

„Die Fortschritte in der Elektronenmikroskopie waren in den letzten Jahren enorm“, sagt Prof. Peter Schattschneider (TU Wien). Es ist heute nicht nur möglich, einzelne Atome abzubilden, man kann mit fokussierten Elektronenstrahlen sogar subatomare Auflösung erreichen. In einer deutsch-österreichisch-belgischen Kooperation wurde nun eine „Picodiffraktions-Methode“ entwickelt, mit der sich die elektrischen Felder zwischen den Atomen Punkt für Punkt messen lassen. Die Methode wurde nun im Journal „Nature Communications“ vorgestellt.

Elektrische Felder verbiegen den Elektronenstrahl Mittlerweile kann man Elektronenstrahlen auf Bereiche von etwa 50 Pikometern fokussieren – das ist ein Bruchteil des Abstandes zwischen zwei benachbarten Atomen in einem Kristall. Ein Pikometer ist ein Billionstel eines Meters (10^-12 m). Mit einem derart präzise fokussierten Strahl lässt sich ein Material Punkt für Punkt abrastern. Das elektrische Feld, das zwischen den Atomen herrscht, beeinflusst den Pfad der Elektronen.