Nahfeldmikroskopie

Bei der konventionellen (Fernfeld-) Mikroskopie lassen sich nur Objekte optisch trennen, die etwa eine halbe Wellenlänge voneinander entfernt sind. Diese Auflösungsgrenze gilt jedoch nicht bei der Nahfeldmikroskopie. Hier verwenden wir eine Sonde von nur wenigen Nanometern Ausdehnung, durch die wir das optische (Nahfeld-) Signal nahe am Objektort untersuchen können. Da das Licht nicht mehr ins Fernfeld propagieren muss, spielt die Beugungsgrenze hier keine Rolle mehr und wir erhalten eine optische Auflösung die nur durch die Ausdehnung der Nahfeldsonde begrenzt ist. Als Sonden verwenden wir sowohl kommerzielle erhältliche, als auch selbst hergestellte Metall- oder Halbleiterspitzen, wie sie auch bei der Rasterkraftmikroskopie zum Einsatz kommen.

Mit dem Nahfeldmikroskop lassen sich auch neue Erkenntnisse an größeren Objekten gewinnen. Der kleine Krümmungsradius (~ 10 nm) der Spitzen am Apex sorgt nämlich durch den sog. Blitzableitereffekt zu stark verstärkten und gekrümmten Feldern direkt an der Spitze. Ist der Krümmungsradius anregender Felder groß gegenüber dem zu untersuchendem Objekt, so kann man die Krümmung vernachlässigen und man spricht von der sog. Dipolnäherung. Bei der konventionellen Mikroskopie ist diese Näherung grundsätzlich gültig, wodurch man nur bestimmte, Dipol-erlaubte Übergänge optisch untersuchen kann. Die stark gekrümmten Felder mit sehr kleinem Krümmungsradius an einer Metallspitze wollen wir uns zu Nutze machen, um noch andere, Dipol-verbotene Übergänge, z.B. elektrische Quadrupol-Übergänge, optisch zugänglich zu machen und damit auch mehr über ausgedehnte Systeme zu lerne