SMKS2

Spektroskopie und Mikroskopie an
Grenzflächen und an Festkörpern (SMKS2)
WS 2016/17
Prof. Dr. Matthias Karg, Lehrstuhl Physikalische Chemie I
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SMKS2
Literatur zur Vorlesung
•
Dörfler, Grenzflächen und kolloid-disperse Systeme, Springer
•
Butt/Graf/Kappl, Physics and Chemistry of Interfaces, Wiley-VCH
•
Cosgrove, Colloid Science, Wiley-VCH
•
Israelachvili, Intermolecular and Surface Forces, Academic Press
•
Evans, Wennerström, The Colloidal Domain, Wiley-VCH
•
Lyklema, Fundamentals of Interface and Colloid Science, Elsevier Academic
Press
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SMKS2
Nahaufnahme einer Schallplatte
Quelle: www.wikipedia.de
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SMKS2
Nahaufnahme einer Compact Disc (CD)
Quelle: www.wikipedia.de
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SMKS2
Nahaufnahme eines Flash Speichers (solid state drive)
Quelle: Micron Technology
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SMKS2
Nahaufnahme von plasmonischen Dünnschichtsolarzellen
P3HT
PCBM
Phys. Chem. Chem. Phys. 2016, 18, 23155-23163
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SMKS2
Relevante Längenskalen
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SMKS2
Erzeugung von Nanostrukturen
Chemistry @ University Toronto (www.chem.Toronto.edu)
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SMKS2
Fertigung einer Schallplatte (Pressen auf Master – Top-down Verfahren)
Quelle: Roland Magunia
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SMKS2
Ionenstrahllithographie (Erzeugung von Silber-Nanostrukturen – Top-down Verfahren)
Silber-Nanodraht auf
ITO-Glas
reactive ion beam etching
well-ordered linear array
of silver nanoparticles
A.M. Funston, M. Karg, D. Gomez, K.C. Vernon, T.J. Davis, P. Mulvaney, J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 1994-2001.
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SMKS2
Selbst-Organisation & Selbst-Assemblierung
2D
3D
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SMKS2
Selbst-Organisation & Selbst-Assemblierung
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SMKS2
Optische Mikroskopie
A: Okular
B: Objektivlinse
C: Probe
D: Kondensor
E: Probentisch
F: Beleuchtungsspiegel
Objektivlinse
(Bilder: wikipedia)
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SMKS2
Optische Mikroskopie
- Modernes Forschungsmikroskop
(Bild: nikoninstruments.com)
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SMKS2
Optische Mikroskopie
Prinzip einer Linse:
Normale
Normale
(plankonvexe Linse)
n1 n2
n1
hier: n1 < n2
f
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Optische Mikroskopie
Einfluss der Apertur: Beugung und Fokustiefe
Beugungsscheibchen
(Beugungsringe)
Fokustiefe
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SMKS2
Optische Mikroskopie
- Auflösung (mögliche Vergrößerung, bei der zwei Objekte räumlich separiert abgebildet werden)
d

2(n  sin  )
Abbe-Limit
d: Auflösung
NA  n  sin 
numerische Apertur
 erreicht Werte bis etwa 1.5
 Auflösung im Abbe-limit ~ d 

2
(Bilder: www.xenophilia.com)
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Optische Mikroskopie
2 Linsen (Objektivlinse und Okular)
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Optische Mikroskopie
3 Linsen (Objektivlinse, Tubuslinse und Okular)
 Bereich mit paralleler Strahlführung eignet sich gut zum
Einkoppeln von weiteren, optischen Bauelementen
(Polarisatoren, Filter, Einkopplungsspiegel,…)
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Optische Mikroskopie
Optische Korrektion für Aberration
(Abbildungsfehler)
(Bilder: Optical Microscopy, Davidson and Abramowitz)
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Optische Mikroskopie
Aufbau eines Durchlichtmikroskops
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Optische Mikroskopie (Dunkelfeld)
 empfindlich auf Streuung
(Bilder: Optical Microscopy, Davidson and Abramowitz)
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Optische Mikroskopie (Dunkelfeld)
- Vergleich zum Hellfeld (Papierfasern)
Hellfeld
Dunkelfeld
(Bilder: wikipedia)
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