Nahfeldoptik

Nahfeldoptische Methoden

Ein weiterer interessanter Vertreter der Rastersondenmethoden ist die sogenannte Nahfeldoptische Mikroskopie (SNOM, engl.: scanning near-field optical microscopy). Optische Mikroskope können im Nanokosmos nichts erkennen, weil die Wellenlängen des sichtbaren Lichtes viel zu groß sind. Das ist aber nur die halbe Wahrheit. Licht verhält sich im sogenannten Nahfeld einer Lichtquelle anders als im Fernfeld, welches wir ausschließlich wahrnehmen.

Ein weiterer interessanter Vertreter der Rastersondenmethoden ist die sogenannte Nahfeldoptische Mikroskopie (SNOM, engl.: scanning near-field optical microscopy). Wie oben beschrieben, können optische Mikroskope im Nanokosmos nichts erkennen, weil die Wellenlängen des sichtbaren Lichtes viel zu groß sind. Das ist aber nur die halbe Wahrheit. Licht verhält sich im sogenannten Nahfeld einer Lichtquelle anders als im Fernfeld, welches wir ausschließlich wahrnehmen. Das Nahfeld ist die Umgebung sehr nah an der Lichtquelle, in einem Abstand, der deutlich kleiner ist, als die Lichtwellenlänge.

Es gibt viele Varianten der optischen Nahfeldmikroskopie. Eine Möglichkeit ist, als Sonde eine mit Metall beschichtete Glasfaser zu verwenden. An der äußersten Spitze der Glasfaser ist ein winziges Loch in der Metallschicht, aus dem Licht ein- oder austreten kann. Die Sonde wird schwingend, nach einem ähnlichen Prinzip wie beim „Nicht-Kontakt-Modus“ eines Rasterkraftmikroskops, bis auf wenige Nanometer an eine Oberfläche angenähert und auf einem konstanten Abstand zur Probe gehalten. Das von der Probe gestreute Licht wird detektiert.

Eine der Herausforderungen dieser Technik ist, möglichst kleine Lichtquellen herzustellen. So wurde auch schon erfolgreich versucht, ein einzelnes Molekül als Lichtquelle zu verwenden, das am äußersten Ende der Sondenspitze befestigt ist. Obwohl eine atomare Bildauflösung mit nahfeldoptischen Methoden prinzipiell möglich sein sollte, ist das wahre Auflösungsvermögen der bisher erfolgten Messungen nur schwer zu bestimmen. In einigen Experimenten wurden mit dieser Methode Strukturen einer Größe von etwa 50 Nanometer abgebildet.