METHODEN: Augen und Werkzeuge für jede Substanz

Die Wissenschaft dringt in immer neue Bereiche vor und macht dabei Dinge sicht- und greifbar, die noch kein Mensch zuvor gesehen hat. Mit bloßem Auge erfolgen diese Einsichten schon lange nicht mehr. Physiker nutzen Licht, Elektronen und Neutronen, um der Materie immer tiefere, kontrastreichere und informativere Bilder zu entlocken. Ausgeklügelte Werkzeuge erleichtern die Synthese neuer Strukturen.

Nutznießer finden sich in ganz unterschiedlichen Disziplinen - Chemiker können chemische Vorgänge besser verstehen, Biologen erhalten genauere Einblicke in die Vorgänge und Strukturen von Zellen und Materialforscher erlangen wertvolle Einsichten in alte und neue Werkstoffe.

• Kühlung: Möglichst nahe an den absoluten Nullpunkt

  
  

  Die in der Natur und im Labor zugänglichen Temperaturen reichen von einer Milliarde Kelvin im Zentrum der heißesten Sterne bis zu zwei Millionstel Kelvin, der tiefsten Temperatur zu der kondensierte Materie im Labor gekühlt werden konnte. Wir beschreiben die Methoden, um tiefe Temperaturen zu erzeugen. 
  [mehr...] (URL: http://www.weltderphysik.de/de/6299.php)

  

  • Kühlen mit verflüssigten Gasen
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/6303.php)
  • Kühlen mit Magnetfeldern
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/6305.php)

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• Optische Mikroskopie

  
  

  Biologen vertrauen seit langem auf den Blick durch Lichtmikroskope. Physiker entwicklen immer pfiffigere Methoden, um das Auflösungsvermögen weiter zu erhöhen. 
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  • Lichtblicke in die Nanowelt
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/271.php)
  • Nahfeldoptische Methoden
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/1345.php)
  • Mikroskopie im optischen Schnitt
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/274.php)

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• Elektronenmikroskopie

  
  

  Bereits 1931 erfanden Ernst Ruska und Max Knoll das erste Elektronenmikroskop. Dabei durchstrahlen die Elektronen das hauchdünne Probenmaterial und liefernten erstmals Bilder mit weit feinerer Auflösung als dis bis dahin verwendeten Lichtmikroskope. Bis heute wurde das Elektronenmikroskop stetig weiter entwickelt und ist ein wertvolles Instrument zur Untersuchung der Materie. Für seine Erfindung erhielt Ruska 1986 den Nobelpreis. 
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  • Mit Elektronen sieht man besser
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/273.php)
  • Klare Sicht auf scharfe Kanten
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/1269.php)

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• Rastersondenmethoden

  
  

  Nanotechnologie ist eine "unsichtbare" Technologie. Sie befasst sich mit Details, die kleiner sind als 100 Nanometer (ein Nanometer ist ein Millionstel Millimeter). Da wir mit dem Auge so winzige Strukturen nicht beobachten können, gewähren Rastersondenmikroskope uns einen Einblick in die Welt der Atome und Moleküle. Sie können dort zwar auch nicht sehen, aber sie tasten sich durch den Nanokosmos. 
  [mehr...] (URL: http://www.weltderphysik.de/de/3898.php)

  

  • Der Nanokosmos - eine fremde Welt
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/268.php)
  • Rastertunnelmikroskope (STM, engl.: scanning tunneling microscope)
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/278.php)
  • Rasterkraftmikroskope (AFM, engl.: atomic force microscope)
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/279.php)
  • Licht im Nanokosmos
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/280.php)
  • Nano-Optik
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/1335.php)
  • Mit Elektronen sieht man besser
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/273.php)

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• Synchrotronstrahlung

  
  

  In Speicherringen rasen Elektronen auf Kreisbahnen. Dabei senden sie Synchrotronstrahlung über einen breiten Spektralbereich ab. Mit harter Röntgenstrahlung, Ultraviolettem Licht oder Infrarotstrahlen lassen sich Moleküle und Festkörper bis ins Details untersuchen. 
  [mehr...] (URL: http://www.weltderphysik.de/de/3896.php)

  

  • Die Physik hinter der Synchrotronstrahlung | Welt des Lichts
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/3851.php)
  • Elektronen im Rampenlicht
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/1387.php)
  • Die europäische Röntgenlaseranlage European XFEL | Welt des Lichts
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/284.php)

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• Neutronen als Sonde

  
  

  Neutronen werden verwendet, um Struktur und Eigenschaften von Materialien aufzuklären. Sie treten mit Atomkernen in Wechselwirkung. Meist handelt es sich dabei um Streuung, bei der die Neutronen aus der Bahn gelenkt werden und einen Teil ihrer Energie auf die getroffenen Atomkerne übertragen können.  
  [mehr...] (URL: http://www.weltderphysik.de/de/3675.php)

  

  • Blicke in den laufenden Motor: Neutronen sehen mehr als Röntgenstrahlen
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/5106.php)
  • Das freie Neutron - Geschenk der Natur
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/3894.php)
  • Kundschafter im Polymergewirr
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/1379.php)
  • Kontrastvariation
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/3891.php)
  • Neutronenautoradiographie
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/3889.php)
  • Marmor, Stein und Eisen bricht - Forschungsreaktor DIDO
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/258.php)
  • Die schwebende Kreissäge
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/259.php)

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• Herstellung von fein strukturierten Oberflächen

  
  

  Die Festkörperphysik bringt Baumeister mit atomaren Bausteinen zum Vorschein: So lässt sich Materie bereits Schicht für Schicht und Atom für Atom zusammensetzen und die Forscherinnen und Forscher verzeichnen große Fortschritte bei der Simulation von komplexen Materieformen im Computer. 
  [mehr...] (URL: http://www.weltderphysik.de/de/1279.php)

  

  • Molekularstrahl-Epitaxie
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/1290.php)
  • Komplexe Halbleiteroberflächen
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/1285.php)
  • Atomkerne und Elektronen aus dem Baukasten
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/1283.php)
  • Atomic Layer Deposition (ALD)
    (URL: http://www.weltderphysik.de/de/7375.php)

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