Den kleinsten Strukturen auf der Spur

Tür an Tür arbeitete Thomas Taubner mit Nobelpreisträgern und anderen Spitzenforschern an der kalifornischen Universität Standford. Der Professor für Metamaterialien und Nanooptik am Lehr- und Forschungsgebiet Experimentalphysik der RWTH hatte dort die Möglichkeit, im Rahmen eines DAAD-Stipendiums zwei Jahre seine Arbeiten im Bereich der Plasmonik, also der Optik mit metallischen Nanostrukturen, zu vertiefen. „Gerade die Kombination aus dem lockeren Umgang und den flachen Hierarchien in Amerika und der deutschen Gründlichkeit ist eine gute Basis für die Wissenschaft“, sagt Taubner. Das Rückkehrerprogramm des Landes Nordrhein-Westfalen holte den Wissenschaftler wieder zurück nach Aachen. Es bietet hervorragenden Nachwuchswissenschaftlern die Chance, nach ihrer Rückkehr aus dem Ausland eine Forschungsgruppe an einer Universität ihrer Wahl in NRW aufzubauen. Jede Gruppe unterstützt das Land über einen Zeitraum von fünf Jahren mit bis zu 1,25 Millionen Euro. Taubner wählte hierfür die RWTH: „Die Grundlagenforschung und Produktentwicklung mit dem Fraunhofer-Institut für Lasertechnik waren ausschlaggebend, weshalb ich mich für Aachen entschieden habe“, betont er.

Neuartiges Mikroskopierverfahren mit Infrarotlicht

„Jedes noch so kleine Objekt ist bei Beleuchtung von elektromagnetischen Nahfeldern umgeben, allerdings fällt die Intensität dieser Felder sehr rasch mit der Entfernung vom Objekt ab“, erklärt der Physiker. Mit dem Fraunhofer-Institut für Lasertechnik entwickelte er deshalb einen speziellen Laser mit Infrarotlicht, der es ermöglicht, chemische Informationen von Nanostrukturen mit bislang unerreichter räumlicher Auflösung zu erhalten. Hierfür rastert eine sehr feine Tastspitze die Oberfläche ab und erstellt so eine hochaufgelöste optische Mikroskopie. „Die Tastspitze des Mikroskops kann man sich vorstellen wie die Nadel eines Plattenspielers, mit Infrarotlicht beleuchtet, funktioniert sie dann wie ein Blitzableiter“, veranschaulicht Taubner. Das Licht wird gebündelt, damit Strukturen von unter 10 Nanometern Größe unterscheidbar sind. Anwendungen finden die Erkenntnisse in der Nahfeldmikroskopie unter anderem bei der Entwicklung von nichtflüchtigen Datenspeichern der Zukunft, da mit der hohen Ortsauflösung auch kleinste Details erkennbar sind.