Licht knipst Nanoschalter an und aus

Ahmed H. Zewail und sein Team vom California Institute of Technology (Pasadena, USA) sind bekannt für ihre "ultraschnelle" Wissenschaft: Jüngste Entwicklung aus Zewails Labors ist die ultraschnelle Elektronenmikroskopie. Es handelt sich dabei um die Kombination aus einem Femtosekunden-optischen System und einem hochauflösenden Elektronenmikroskop. Ergebnis ist ein neues Instrument mit extrem hoher sowohl räumlicher als auch zeitlicher Auflösung.

Zewail und sein Team haben nun entdeckt, dass nadelförmige Mikro- Kristalle aus Kupfer und der organischen Verbindung TCNQ (7,7,8,8-tetracyanochinodimethan, C12H4N4 ), ein kristalliner quasi- eindimensionaler Halbleiter, spezielle optomechanische Phänomene zeigt, die für nanoelektronische Anwendungen interessant sein könnten.

Wie sich zeigte, werden diese Nadeln unter Bestrahlung mit Laserpulsen im Mikroskop länger. Wird die Bestrahlung ausgeschaltet, ziehen sie sich wieder zusammen. Besonders gut sichtbar ist der Effekt, wenn eine Kristallnadel durch die Erschütterung eines kurzen starken Laserpulses gebrochen wurde: An der Bruchstelle entsteht ein kleiner Spalt von einigen zehn bis hundert Nanometern.

Wenn sich der Kristall unter Bestrahlung ausdehnt, schließt sich dieser nanoskopische Kanal, beim Zusammenziehen des Kristalls ist er wieder da. Das Phänomen ist reversibel, wie mit dem UEM bestimmt werden konnte.

"Unsere grundlegenden in situ-Untersuchungen mit dem UEM, mit denen wir das Verhalten nanoskopischer Materialien in Raum und Zeit beobachten können, eröffnen neue Forschungsfelder, vor allem für die Materialwissenschaften, die Nanotechnologie und die Biologie," meint Zewail.

MEDICA.de; Quelle: Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.