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Impulsmikroskop
Ein Impulsmikroskop macht sichtbar, wo sich Elektronen in Materialien befinden und wie sie sich bewegen.
Es ist wichtig, weil …
Wer Informationstechnologien von morgen entwickelt, muss verstehen, was Elektronen tun. Die winzigen Teilchen sind ständig in Bewegung. Wie sie sich im Kristallgitter verhalten, beeinflusst zentrale Materialeigenschaften, etwa elektrische Leitfähigkeit, Magnetismus oder neuartige Quanteneffekte.
So funktioniert es
Das Impulsmikroskop nutzt den photoelektrischen Effekt: Trifft Licht auf ein Material, werden Elektronen freigesetzt. Das Gerät erfasst diese Elektronen. Aus den Messwerten lässt sich eine Art Landkarte der Elektronenbewegung im Material erstellen, die Informationen zu Elektroneneigenschaften wie Impuls, Spin, Orbitalen sowie räumlichen und zeitlichen Veränderungen enthält.
Er kennt sich aus
Dr. Christian Tusche vom Peter Grünberg Institut (PGI‑6) treibt seit über zehn Jahren die Entwicklung der Impulsmikroskopie voran.
Herr Tusche, ist das Jülicher Mikroskop etwas Besonderes?
Es ist einzigartig. Wir haben es gemeinsam mit unserer Mechanischen Werkstatt entwickelt. Man kann es bei keiner Fachfirma kaufen.
Was unterscheidet es von bisherigen Systemen?
Es ist deutlich leistungsfähiger und liefert noch schärfere Abbildungen der Elektronenzustände. Es kann sogar ultraschnelle Prozesse untersuchen – etwa während eines Schaltvorgangs von elektronischen Bauelementen.
Wie haben Sie das geschafft?
Mithilfe einer neu entwickelten Elektronenoptik. Dadurch braucht es als Strahlungsquelle keinen Elektronenbeschleuniger oder Röntgenlaser. Ein UV-Laser im Tischformat reicht.
Dieser Artikel ist Teil der effzett 1/2026. Copyright Portrait: Forschungszentrum Jülich / Bernd Nörig
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Letzte Änderung: 20.08.2026