Aperturloses Infrarot-optisches Rasternahfeldmikroskop (SNOM)

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Die relativ neue sSNOM-Technik erlaubt es, auf völlig zerstörungsfreie Weise mikroskopische Aufnahmen mit lateraler Auflösung bis herunter zu ca. 20 nm (nur bedingt durch den Radius der verwendeten AFM/STM-Spitze) zu erhalten und, bei Verwendung durchstimmbarer Lichtquellen, mit dieser Auflösung spektroskopische Information bzw. chemischen Kontrast zu erreichen. Die Methode ist empfindlich bis zu ca. 100 nm Tiefe und kann somit über vergrabene Grenzflächen informieren. Organische Halbleitermoleküle haben ein reichhaltiges IR-Spektrum, welches extrem von der molekularen Geometrie, der Ladung und ihrer Verteilung und der Molekülorientierung zum elektrischen Feld abhängt. Genaue polarisationssensitive IR-Messungen können Veränderungen dieser Größen feststellen. Mittels IR sSNOM können unter Verwendung von Quanten-Kaskaden-Lasern (QCL) solche Informationen mit der o.g. lateralen Auflösung erhalten werden. Damit sind z.B. die Gleichförmigkeit der molekularen Orientierung in einer organischen Halbleiterschicht, die Verteilung des Ladungstransfers in einer strukturierten Probe oder die Segregation und die Grenzflächenspezies von Mischschichten nachweisbar. Die Fernfeld-IR-Spektroskopie, die über μm bis mm große Bereiche mittelt, soll durch eine moderne IR-optische Nahfeld-Methode ergänzt werden, um auf der Nanometerskale Phasengrenzen von strukturellen Domänen und Segregation zu analysieren. Im Rahmen des SFB 1249 ist außerdem geplant, das Gerät mit zeitaufgelöster optischer Spektroskopie mittels der im SFB entwickelten nicht-linear optischen Techniken zu kombinieren.