Nr. 013 / 15. Januar 2015 SC
Wissenschaftlern ist es jetzt erstmals gelungen, elektrische Felder zwischen Atomen in einem Kristall zu messen. Das Forscherteam aus der Arbeitsgruppe von Professor Andreas Rosenauer am Institut für Festk?rperphysik der Universit?t Bremen setzte dazu mit seinen internationalen Kooperationspartnern der Universit?ten Antwerpen, Regensburg und Wien eines der derzeit leistungsf?higsten Elektronenmikroskope ein. Die Forschungsergebnisse wurden kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift ?Nature Communications“ ver?ffentlicht.
Für ihre Experimente griffen die Forscher auf Strontiumtitanat (SrTiO3) zurück, das aufgrund seines hohen Brechungsindex für optische Bauelemente verwendet wird. Der Durchmesser des Elektronenstrahls des Hochleistungs-Elektronenmikroskops war mit etwa 50 pm (Pikometer) drei- bis viermal kleiner als der Abstand zwischen den einzelnen Atomen in der Kristallstruktur von Strontiumtitanat. Der Strahl konnte daher dazu genutzt werden, um den Raum zwischen den Atomen abzutasten. Dort existierende elektrische Felder – mit verantwortlich für die Bindung der Atome untereinander – beeinflussen den Elektronenstrahl. Mit Hilfe eines quantenphysikalischen Ansatzes gelang die Rekonstruktion der interatomaren Felder.
Damit er?ffnen sich neue M?glichkeiten der Materialcharakterisierung auf atomarer Ebene. Von gro?er Bedeutung ist dies für den Bereich der Nanotechnologie, in dem besondere physikalische Eigenschaften schon allein durch Bearbeitung oder Manipulation von einer oder wenigen Atomlagen erzeugt werden k?nnen.
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Titel der Original-Publikation:
Knut Müller, Florian F. Krause, Armand Béché, Marco Schowalter, Vincent Galioit, Stefan L?ffler, Johan Verbeeck, Josef Zweck, Peter Schattschneider, Andreas Rosenauer (2014): Atomic electric fields revealed by a quantum mechanical approach to electron picodiffraction, in Nature Communications 5, Article number: 5653 (DOI: 10.1038/ncomms6653)
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Universit?t Bremen
Fachbereich Physik / Elektrotechnik
Institut für Festk?rperphysik
Prof. Dr. Andreas Rosenauer
Dr. Knut Müller-Caspary
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