Nano-IR-Imaging Kombination von AFM und IR-Spektroskopie

Anasys Instruments stellt mit dem nanoIR ein neues Konzept vor, das die hohe räumliche Auflösung eines AFM-Systems mit der chemischen Analytik der IR-Spektroskopie kombiniert.

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Damit wird es laut Herstellerangaben erstmals möglich, die chemische Komposition einer Probe unterhalb der Diffraktionsgrenze konventioneller IR-Analytik zu untersuchen. Traditionelle IR-Mikroskopie hat eine Grenze der räumlichen Auflösung von ca. 5 bis 10 µm. Neben den Informationen über die Topographie einer Probe kann das System gleichzeitig an verschiedenen Punkten IR-Spektren von 4000 bis 1000 cm-1 aufnehmen und so Informationen zur chemischen Zusammensetzung der Probe liefern. Das ist vor allem im Bereich der Polymeranalytik, Materialwissenschaften und in der Life Science von Bedeutung. Alternativ lässt sich eine Probe auch mit einer bestimmten Wellenlänge mappen, um so die Verteilung einer einzelnen Spezies mit hoher räumlicher Auflösung (bis 100 nm) zu bestimmen. Ein gepulster Laser regt molekulare Resonanzen in der Probe an. Die IR-Adsorption führt zu einer schnellen thermischen Expansion und regt den Cantilever zu Schwingungen an, die eine charakteristische Abklingkurve zeigen. Aus dieser Abklingkurve wird mittels Fourier-Analyse Amplitude und Frequenz der Oszillation bestimmt. Die Amplitude als Funktion der Laserwellenlänge führt dann zum IR-Spektrum. Zusätzlich lassen sich auch Informationen zu thermischen und mechanischen Eigenschaften der Probe extrahieren. Die Frequenz und Dämpfung dieser Oszillation wird bestimmt durch die mechanischen Eigenschaften der Probe, z.B. Steifigkeit und Dämpfung. Harte Proben verschieben die Resonanzfrequenz zu höheren Werten. Durch Messung der Kontakt-Resonanzfrequenz können so die mechanischen Eigenschaften einer Probe mit hoher räumlicher Auflösung bestimmt werden. In Europa wird das System durch L.O.T.-Oriel vertrieben.

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