Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005 - lamp.tugraz.at
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Methoden<br />
M40: Synchrotronstrahlung<br />
M40: Synchrotronstrahlung<br />
Seit Faradays Zeiten wissen wir, dass Ströme<br />
und Fel<strong>der</strong> eng miteinan<strong>der</strong> gekoppelt sind. Genau<br />
wie sich än<strong>der</strong>nde elektromagnetische Fel<strong>der</strong><br />
(Licht) elektrische Ströme induzieren, so kann man<br />
aus elektrischem Strom Licht erzeugen. Beson<strong>der</strong>s<br />
intensive and stark fokussierte Strahlung entsteht,<br />
wenn energiereiche Elektronenströme beschleunigt<br />
werden. In den Synchrotron-Großanlagen geschieht<br />
genau das: Elektronen werden bei nahezu<br />
Lichtgeschwindigkeit auf Hun<strong>der</strong>te von Metern<br />
langen Kreisbahnen bewegt und durch den Eins<strong>at</strong>z<br />
von einfachen Ablenkmagneten auf <strong>der</strong> Bahn<br />
gehalten. Hierbei erfährt <strong>der</strong> Elektronenstrom eine<br />
Beschleunigung und Synchrotronlicht wird emittiert<br />
(s. Abb. 1). Spezielle Magnetstrukturen wie „Wiggler“<br />
und „Undul<strong>at</strong>oren“ können diesen Effekt noch<br />
um ein Vielfaches verstärken.<br />
Das gewonnene Synchrotronlicht besitzt viele<br />
Eigenschaften, wie z.B. eine beson<strong>der</strong>e Pulsstruktur<br />
und hohe Brillanz, die bei herkömmlichen<br />
Laborquellen (Röntgenröhren) nicht gegeben sind.<br />
Kurz, Synchrotronlicht bietet daher eine Fülle neuer<br />
Forschungsmöglichkeiten. Ob auf <strong>der</strong> Suche nach<br />
<strong>der</strong> nächsten Gener<strong>at</strong>ion von Medikamenten o<strong>der</strong><br />
beim Design von neuen Speichermedien, überall<br />
steht das Verständnis neuer Nanom<strong>at</strong>erialien im<br />
Vor<strong>der</strong>grund, und somit die Notwendigkeit sich<br />
diese „Nanoskope“ zu Nutze zu machen. Wie einst<br />
das Lichtmikroskop <strong>der</strong> klassischen Medizin, Biologie<br />
und Technik große Dienste geleistet h<strong>at</strong>, so<br />
haben sich über die letzten 50 Jahre weltweit die<br />
Synchrotron-Lichtquellen zu wahren Alleskönner-<br />
Maschinen gewandelt. Mit ihrer Hilfe kann man<br />
nicht nur komplexe Nanostrukturen von neuen und<br />
innov<strong>at</strong>iven Verbundm<strong>at</strong>erialien erforschen, son<strong>der</strong>n<br />
kann ganze Prozesse im Mikrosekundentakt<br />
erfassen.<br />
Peter Laggner<br />
Österreichische Akademie <strong>der</strong> Wissenschaften<br />
Institut für Biophysik und Röntgenstrukturforschung<br />
Methoden: —<br />
Lösungen:<br />
L35<br />
Abbildung 1:<br />
Multipolmagnete zwingen Elektronen<br />
in periodisch gekrümmte Bahnen.<br />
Dadurch entsteht hochbrillantes, nach<br />
vorne abgestrahltes Röntgenlicht.<br />
Institute:<br />
Kontakte:<br />
I2 | I3 | I5 | I6<br />
K25<br />
Brillanz | Nanostrukturen | Pulsstruktur | Synchrotron | Synchrotronstrahlung | Undul<strong>at</strong>oren<br />
Verbundm<strong>at</strong>erialien | Wiggler<br />
104<br />
<strong>Handbuch</strong> <strong>der</strong> <strong>Nanoanalytik</strong> <strong>Steiermark</strong> <strong>2005</strong>
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