Wissenschaftsbild des Monats

Blick in unbekannte Nano-Welten

Das Bild erinnert ein wenig an einen Fußball mit vielen Flicken, doch in Wirklichkeit handelt es sich um die Aufnahme einer Kieselalge.

Diese hauptsächlich im Wasser vorkommenden Lebewesen sind meist nur ein paar Millionstel Meter groß. Um ihre Struktur genauer untersuchen zu können, benutzen Wissenschaftler hochauflösende Mikroskope. Dieses Bild wurde mit einem speziellen Ionenmikroskop aufgenommen. Die Technik funktioniert ganz ähnlich wie die Rasterelektronenmikroskopie (REM), nur dass ein Ionenstrahl die Probe abtastet.

Der Vorteil: Mit dem Mikroskop lassen sich Materialien untersuchen, ohne dass die Forscher die Proben vorab behandeln müssen, wie es etwa bei Aufnahmen mit einem REM der Fall ist. Für ein REM-Bild müssen die Proben Strom leiten und werden – wenn sie wie das Silikatgerüst dieser Kieselalge ein Isolator sind – vorher mit einem leitenden Material beschichtet. Das kann dazu führen, dass bestimmte Strukturdetails verdeckt werden. Seit diesem Jahr steht den Wissenschaftlern am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) ein Ionenmikroskop einer neuen Geräteklasse zur Verfügung – weltweit existieren bislang weniger als zehn vergleichbare Anlagen. Zwei Ionen-Sorten stehen hier zur Auswahl: Geladene Helium-Atome garantieren eine hervorragende Auflösung im Nano-Bereich sowie eine einmalige Tiefenschärfe bis zu einigen Mikrometern; mit Neon-Ionen dagegen lassen sich auch Nano-Strukturen konstruieren, was einzigartige Experimente mit kleinsten Bauteilen ermöglicht.

Das Mikroskop wurde im Rahmen der Helmholtz-Plattform für die Charakterisierung von Materialien für Energie-Systeme der Zukunft angeschafft und soll gemeinsam mit der Firma ZEISS am HZDR weiterentwickelt werden.

Bild: HZDR; Probe von Anne Jantschke, TU Dresden

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