EPFL und Universität Göttingen entwickeln neue Mikroskopie

23. Dezember 2021 14:45

Lausanne/Göttingen - Forschende der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) und der Universität Göttingen haben Photonik und elektronenbasierte Mikroskopie miteinander verbunden. Durch die Schaltungen wird Licht auf einen Chip geleitet. Die Experimente könnten zu völlig neuen Quantenmessverfahren führen.

Forschenden in der Schweiz und in Deutschland ist eine effiziente Modulation von Elektronenstrahlen mit Hilfe integrierter Photonik gelungen. Das sind laut Medienmitteilung der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) Schaltungen, die Licht auf einen Chip leiten. Die Experimente könnten zu völlig neuen Quantenmessverfahren in der Elektronenmikroskopie führen.

Das Transmissionselektronenmikroskop (TEM) kann molekulare Strukturen auf atomarer Ebene abbilden, indem es Elektronen anstelle von Licht verwendet. Dieser Schritt hat laut der Medienmitteilung die Materialwissenschaften und die Strukturbiologie revolutioniert. In einer neuen Studie sei es Forschenden nun gelungen, eine äusserst effiziente Modulation des Elektronenstrahls durch integrierte photonische Mikroresonatoren zu demonstrieren. Die Studie wurde von Tobias J. Kippenberg an der EPFL und Claus Ropers am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie und der Universität Göttingen geleitet und im Wissenschaftsmagazin „Nature“ veröffentlicht.

Die beiden Labore seien eine unkonventionelle Zusammenarbeit eingegangen, die die normalerweise nicht miteinander verbundenen Bereiche der Elektronenmikroskopie und der integrierten Photonik miteinander verbindet. Integrierte photonische Schaltkreise können Licht auf einem Chip mit extrem geringen Verlusten leiten und optische Felder mit Hilfe von Mikroringresonatoren verstärken.

 „Für die Zukunft versprechen wir uns davon ein noch nie dagewesenes Verständnis und eine noch nie dagewesene Kontrolle von mikroskopischen optischen Anregungen“, wird Professor Ropers zitiert.

Die verwendeten Siliziumnitridproben wurden im Center of MicroNanoTechnology (CMi) der EPFL entwickelt. Die Experimente wurden im Göttinger Labor für ultraschnelle Transmissionselektronenmikroskopie (UTEM) durchgeführt. gba 

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