Anorganische Materialien mit Hilfe von Rastersondenmikroskopen verstehen und manipulieren

Rastersondenmikroskope wie das Rastertunnelmikroskop und das Rasterkraftmikroskop sind hervorragende Werkzeuge für die Untersuchung der mikroskopischen Eigenschaften von Oberflächen. Verwendet man sie zum Studium niederdimensionaler Materialien, etwa zweidimensionaler Festkörper wie Graphit oder nulldimensionaler Nanostrukturen, lassen sich auch strukturelle und elektronische Eigenschaften auf atomarer Skala erforschen, die für die gesamte Probe und nicht nur für die Oberfläche charakteristisch sind. Kombiniert man solche Untersuchungen mit der chemischen Synthese oder der direkten Manipulation von Atomen, so können auch Beziehungen zwischen der Zusammensetzung, der Struktur und den physikalischen Eigenschaften verständlich und somit die chemischen Grundlagen der Materialeigenschaften verdeutlicht werden. Dieser Artikel zeigt, daß die Kombination der Rastersondenmikroskopien mit der chemischen Synthese das Verständnis der Ladungsdichtewellen und der Hochtemperatur‐Supraleitung erweitert sowie die Herstellung von Nanoteilchen in niederdimensionalen Materialien vorangebracht hat. Weiterhin wurde aufgezeigt, wie dotierte Materialien mit Ladungsdichtewellen wechselwirken; ebenso wurde das Verständnis der lokalen Kristallchemie komplizierter Kupferoxide erweitert, mikroskopische Details über die supraleitenden Zustände in Hochtemperatur‐Supraleitern enthüllt und neue Ansätze zur Herstellung von Multikomponenten‐Nanostrukturen hervorgebracht. Die Kopplung rastersondenmikroskopischer Messungen und Manipulationen mit chemischer Synthese ist ein allgemeiner Ansatz, um Materialeigenschaften besser zu verstehen und komplexe Nanostrukturen gezielter zu erzeugen.