Glatter Durchschuss

© TU Wien

In Wien wurde eine neue Technik entwickelt, in das Innere von Atomen zu blicken.

Mit einem Elektronenmikroskop macht man nicht einfach mal ein Foto. Um die Möglichkeiten der Elektronenmikroskopie voll auszuloten, sind komplizierte physikalische Berechnungen nötig. Ein internationales Forschungsteam an der TU Wien analysierte nun die Möglichkeiten der Mikroskopietechnik EFTEM. Dabei konnte man zeigen, dass die Elektronenmikroskopie sogar auf subatomare Größenordnung vordringen kann. Die Studie wurde nun im Fachjournal „Physical Review Letters“ veröffentlicht.
Ein Elektron hat keinen zu einem bestimmten Zeitpunkt fest definierbaren Aufenthaltsort im Atom, es ist gewissermaßen über einen bestimmten Bereich in der Nähe des Atomkerns verschmiert. Diesen Bereich, in dem sich das Elektron aufhält, nennt man Orbital. Die Form dieser Orbitale lässt sich schon lange gut berechnen – direkt abbilden konnte man sie bisher allerdings noch nicht.

Charakteristische Energie
Das Prinzip der energiegefliterten Transmissionienelektronenspektroskopie (EFTEM) ist schon seit längerem bekannt. Es kann ganz gezielt bestimmte Atomsorten sichtbar machen und andere ausblenden, daher wird es oft verwendet, um die chemische Zusammensetzung von Proben zu analysieren. „Die Elektronen, die durch die Probe hindurchgeschossen werden, können die Atome der Probe anregen“, erklärt Stefan Löffler von der Universitären Service-Einrichtung für Transmissions-Elektronenmikroskopie der TU Wien. „Dabei geben sie eine für bestimmte Elektronen-Orbitale der Probe charakteristische Energie ab.“
Neben der TU Wien waren auch die Humboldt-Universität in Berlin und die Universität Ulm an der Studie beteiligt. In Ulm wird derzeit ein neues, leistungsfähiges Transmissionselektronenmikroskop entwickelt, an dem man die neuen Ideen demnächst umsetzen wird. Erste Ergebnisse übertreffen bereits die Erwartungen.