Femtochemie auf der Nanoskala
Mittels einer Kombination eines Femtosekundenlaser mit einem Tieftemperaturrastertunnelmikroskop untersuchen wir die Femtochemie bis hinunter zum individuellen Molekül. Die Figur demonstriert das Messprinzip. Nach Abbildung der adsorbierten Moleküle und ihrer Adsorptionsgeometrie (a) wird die Spitze möglichst weit von der Probe gezogen, damit ein ultra-kurzer Laserpuls die Probe ungestört erreichen kann. Dieser erzeugt hochenergetische Elektronen im Metall (b). Aufgrund der hohen Elektronendichte kann das Molekül ausreichend Energie gewinnen um Reaktionsbarrieren an der Oberfläche zu überwinden, beispielsweis zu diffundieren oder zu dissoziieren. Die Oberflächenprozesse werden durch erneute Abbildung der gleichen Probenstelle bestimmt und verifiziert. Die gemessene Abhängigkeit der Reaktionsrate von der absorbierten Fluenz erlaubt faszinierende Einblicke in die Mechanismen und die Dynamik der einzelnen Schritte von Oberflächenreaktionen. Unser Aufbau erlaubt diese Prozesse an einzelnen Molekülen und in Abhängigkeit von Oberflächendefekten oder der Anwesenheit anderer Moleküle zu untersuchen.
Die Apparatur ist in Mehlhorn et. al, Rev. Sci. Instr. 78 (2007) 033908 beschrieben.