KOMBINATION EINES FS-LASERS MIT EINEM STM
Ziel der Doktorarbeit ist der (Wieder)-Aufbau und die Inbetriebnahme einer Anlage die ein Tieftemperatur-STM mit einen Femtosekunden-Laser verbindet. Beide Methoden an sich werden seit mehreren Jahrzenten erfolgreich eingesetzt; die Verbindung dieser beiden Messmethoden ermöglicht einzigartige Einblicke in das Verhalten einzelner Atome und Moleküle.
Schematische Darstellung der Kombination des STMs und des fs-Lasers [Mehlhorn et al., Rev. Sci. Instrum. 78, 033905 (2007)].
Das Tieftemperatur-STM (engl. Scanning Tunneling Microscopy, deu. Rastertunnelmikroskop) kann mit Hilfe von flüssigem Helium auf eine Temperatur von etwa 5 K heruntergekühlt werden. Es können horizontale Auflösungen von ungefähr 1 pm erreicht werden, vertikal sogar kleiner als 1 pm. Der Femtosekunden- Laser, der mit Hilfe eines optischen Systems in das STM fokussiert werden kann (Abb. 1), kann Pulse mit einer Halbwertsbreite von bis zu 30 fs bei einer Wellenlänge von 400 nm erzeugen. Das STM bringt somit die Voraussetzungen, um auf einer Oberfläche adsorbierte Moleküle atomar aufzulösen, während der fs-Laser durch seine kurzen Pulse eine Möglichkeit bietet, eine Zeitauflösung auf der Femto-sekunden-Skala zu bekommen.
Die Funktion der Anlage wird derzeit an "einfachen", bekannten Systemen wie die Diffusion von CO auf Cu(111) demonstriert werden.