idw – Informationsdienst Wissenschaft
Nachrichten, Termine, Experten
Nachrichten, Termine, Experten
Nähern sich zwei Objekte einander an, so kommt es auf atomarer Ebene zu sogenannten "van- der- Waals-Wechselwirkungen" zwischen ihnen. Der Grad der Anziehung oder Abstoßung zwischen den Atomen kann im Ultra-Hochvakuum mit einem hochauflösenden, empfindlichen Rasterkraftmikroskops gemessen werden. Wissenschaftlern der Universität Münster ist es jetzt gelungen, den Einfluß derartiger Kräfte auf die Schwingung eines feinen mechanischen Oszillators im Rasterkraftmikroskop nachzuweisen.
Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Harald Fuchs im Physikalischen Institut der Universität Münster Fuchs beschäftigt sich im Rahmen der Grenzflächenphysik mit verschiedenen Arten der Oberflächenabbildung. Die Rasterkraftmikroskopie ist dabei eine der schwerpunktmäßig angewandten Techniken. Sie vermag selbst winzige, für das bloße Auge unsichtbare Details auf der Oberfläche von Proben darzustellen. Die Proben selber sind dabei oftmals nur wenige Millimeter groß. Die Rasterkraftmikroskopie, die es erst seit wenigen Jahren gibt, vermag sowohl feinste Erhebungen millionenfach vergrößert abzubilden, als auch andere Oberflächeneigenschaften zu messen, beispielsweise die Weichheit oder Klebrigkeit der Probe, aber auch magnetische und elektrische Eigenschaften.
Die nach ihrem Entdecker, dem niederländischen Physiker und Nobelpreisträger Johannes Diderik van der Waals (1837 - 1923), benannten Anziehungskräfte zwischen Atomen und Molekülen sind seit Ende des 19. Jahrhunderts bekannt und gehören mit zum Rüstzeug eines jeden Naturwissenschaftlers. Die Wissenschaftler aus Münster haben jetzt erstmals eine Art "van-der-Waals-Dämpfung" mit einem Rasterkraftmikroskop nachgewiesen anhand subtiler Effekte, die bei der Wechselwirkung zwischen mikroskopisch kleinen Metallobjekten im Hochvakuum auftreten. Die Vakuumbedingungen verhindern, dass sich Fremdstoffe an die untersuchten Objekte anlagern und so die empfindlichen Messungen stören.
Bei den Objekten handelt es sich um eine metallbedampfte Messsonde einerseits und eine Goldoberfläche andererseits. Die Messsonde sitzt als feine Spitze an einem winzigen Hebelarm, der thermisch zu kleinen Schwingungen angeregt wird. Dieser Hebelarm kann mittels einer sehr feinen Steuerung über die Goldoberfläche geführt werden. Die Sondenspitze schwingt dabei nur einige millionstel Millimeter über der Oberfläche, ohne diese jedoch zu berühren. Bei extremer Nähe zwischen Sondenspitze und Goldoberfläche zeigt sich eine Dämpfung der Schwingung. Die "van-der-Waals-Kräfte" werden wirksam: Durch sich rasch verändernde ungleichmäßige Ladungsverteilungen in den Metalloberflächen baut sich ein elektromagmnetisches Feld auf, das die Schwingung der Sondenspitze dämpft.
Die Physiker der Universität Münster konnten diese Schwingungsdämpfungen experimentell messen und die Meßdaten mit Hilfe eines analytischen Modells beschreiben. Ihre Ergebnisse, die in den "Physical Review Letters" (Band 83, S. 2404) veröffentlicht worden sind, dienen dem grundsätzlichen Verständnis der physikalischen Grundlagen derartiger Phänomene und sind für die berührungsfreie Untersuchung von Materialien von Bedeutung.
http://www.uni-muenster.de/Physik/PI/Fuchs/Welcome-d.html
Criteria of this press release:
Materials sciences, Mathematics, Physics / astronomy
transregional, national
Research results
German
You can combine search terms with and, or and/or not, e.g. Philo not logy.
You can use brackets to separate combinations from each other, e.g. (Philo not logy) or (Psycho and logy).
Coherent groups of words will be located as complete phrases if you put them into quotation marks, e.g. “Federal Republic of Germany”.
You can also use the advanced search without entering search terms. It will then follow the criteria you have selected (e.g. country or subject area).
If you have not selected any criteria in a given category, the entire category will be searched (e.g. all subject areas or all countries).
