Posted in: Physik 12. Juli 2006 10:54 Weiter lesen →

Physiker erzeugen spitzeste Spitze

Die Herstellung der wohl spitzestmöglichen Spitze ist kanadischen Forschern gelungen. Dabei handelt es sich um einen Metalldraht, der an einem Ende in einziges Atom ausläuft. Stabilisiert wird die filigrane Anordnung von einem Mantel aus Stickstoffatomen.

„Diese Beschichtung hält die kleine Pyramide aus Wolframatomen zusammen“, erklärt Robert Wolkow von der University of Alberta. „Eine derart spitze Pyramide aus Metallatomen würde normalerweise spontan in sich zusammensacken.“ Ähnlich wie bei einem Sandhaufen, auf den man einige Körner zuviel gegeben habe, rutschten dabei die Flanken ab und ein vergleichsweise stumpfer Haufen bleibe zurück.

Durch den Stickstoff stabilisiert, verkraftet die Wolframspitze sogar Temperaturen von gut 900 Grad, berichten Wolkow und Kollegen im „Journal of Chemical Physics“. Dank ihres kleinen Krümmungsradius könne sie beispielsweise als extrem feine Elektronenquelle dienen und so die Auflösung von Elektronenmikroskopen steigern. „Falls das funktioniert – was allerdings noch zu zeigen ist – wäre das so, als würde man einen Mittelklassewagen in einen Rennwagen verwandeln, indem man die Zündkerzen auswechselt.“

Die Physiker stellen ihre Atom-Spitze her, indem sie in einer Stickstoffatmosphäre eine hohe Spannung an eine „herkömmliche“ Wolframspitze mit einem Krümmungsradius von zehn Nanometern anlegen. In dem starken elektrischen Feld an der Spitze ionisiert, reagiert ein Teil des Stickstoffs mit der Wolframoberfläche und schlägt dabei auch einzelne Atome aus ihr heraus. Diesen Prozess konnten die Forscher derart steuern, dass die Spitze immer spitzer wurde und ihr Krümmungsradius schließlich weniger als einen Nanometer betrug.

Forschung: Moh’d Rezeq, Jason Pitters und Robert Wolkow, NRC-National Institute for Nanotechnology und Department of Physics, University of Alberta, Edmonton; Veröffentlichung im „Journal of Chemical Physics“, Vol. 124(20), Artikel 204716, DOI 10.1063/1.2198536

WWW:
Homepage Robert Wolkow
NRC-National Institute of Nanotechnology
Feldionenmikroskop

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