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Optisch erzeugte Sub-100nm Strukturen für biomedizinische und technische Applikationen

 

 

Nobelpreis an Prof. Dr. Stefan Hell für die hochauflösende Fluorezsenz Mikroskopie führt auch zu neuen Ergebnissen im SPP1327

 

Prof Dr. Thomas Klar

Bild: © Johannes Kepler Universität (JKU) Linz
 

Prof Dr. Stefan Hell

Bild: © Bernd Schuller, Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie

 

Prof. Dr. Thomas Klar (heute Vorstand des Instituts für Angewandte Physik an der Johannes Kepler Universität (JKU) Linz) hat im Rahmen der ersten Förderphase des SPP 1327 als vormaliger Leiter des Instituts für Mikro- und Nanotechnologie an der TU Ilmenau ein Teilprojekt mit dem Titel „Erzeugung von sub-100nm-Strukturen mittels optischer Lithographie sowie der nichtlinearer Abregung von Molekülen durch stimulierte Emission“ bearbeitet, in dem er die prämierte STED (Stimulation Emission Depletion) Technik von der Mikroskopie auf lithographische Bearbeitungsprozesse transferiert hat. Prof. Klar hat 1999 in seiner Doktorarbeit bei Professor Hell dessen Theorien experimentell erstmals bestätigen können.

Das folgende Bild zeigt die Entwicklung von der hochauflösenden STED Mikroskopie zur super-auflösenden STED Lithografie.

Bild: © DOI: 10.1088/0031-8949/2014/T162/014049

 

Pressemitteilung der Johannes Keppler Universität Linz

Pressemitteilung des Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie

 

 

Ziel des Schwerpunktprogramms ist die durchgängige Beschreibung der grundlegenden physikalischen, optischen und chemischen Prozesse, die in der Nanostrukturierung und Nanofunktionalisierung von Werkstoffen und Oberflächen mit nicht linearen photonischen Methoden auftreten. Dabei sollen die derzeit bereits vorhandenen ersten Ergebnisse, die weitgehend durch empirische Vorgehensweisen erzielt wurden, durch eine systematische Analyse der Wechselwirkungsvorgänge und nicht linearen Absorptionsphänomene von Ultrakurzpulslasern und anderen Strahlquellen verallgemeinert und damit die Basis für eine zielgerichtete ortsselektive und reproduzierbare Nanostrukturierung für unterschiedliche technische und biomedizinische Anwendungsfälle geschaffen werden. Die im Schwerpunktprogramm adressierten Strukturen sind auf unter 100 nm begrenzt und sollen durch ultrakurze Laserpulse (Pikosekunden, Femtosekunden, Attosekunden) hergestellt werden.
Die Voraussetzungen für die Nanostrukturierung weit jenseits der Beugungsbegrenzungen aus der klassischen Optik sind wesentlich dadurch gegeben, dass heute Strahlquellen mit neuen zeitlichen und energetischen Eigenschaften - von Femtosekundenlasern bis zu EUV-Quellen - zur Verfügung stehen, die eine weitgehend flexible Gestaltung der Energiedeposition im Werkstück in Ort und Zeit ermöglichen. Somit ist eine bis dato nicht mögliche Anregung physikalischer Wechselwirkungsmechanismen mit neuen Strukturierungs- und Funktionalisierungsergebnissen erreichbar, die gezielt auf die Erfordernisse technischer und biomedizinischer Fragestellungen angepasst werden können. So ist etwa bereits bekannt und experimentell gezeigt, dass zahlreiche Werkstoffe wie Dielektrika, Halbleiter, Polymere und Biomaterialien, aber auch Metalle unter Verwendung von Multiphotonen-Absorptionsprozessen nanostrukturiert werden können. Daraus erwachsen eine Reihe konkreter Fragestellungen von der Modellierung der Prozesse über neuartige Strukturierungsmethoden bis hin zu messtechnischer Charakterisierung der Strukturen.

 

Der Förderantrag kann hier heruntergeladen werden.

 

gefördert durch

 

Koordinatoren:

 

Prof. Dr.-Ing. habil. Andreas Ostendorf

+49 (0)234 32 25233

andreas.ostendorf@rub.de

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Prof. Dr. rer. nat. habil. Karsten König

+49 (0)681 302 3451

k.koenig@blt.uni-saarland.de

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