Tieftemperatur-Rastersondenmikroskopie

Über

Ein bemerkenswertes Merkmal der Rastersondenmikroskopie (SPM) ist, dass sie für instrumentelle Entwicklungen zugänglich ist, die ihr ständig neue Anwendungsbereiche hinzufügen. Inmitten dieses Fortschritts treiben wir die SPM zu einem Mehrzweckwerkzeug für die präzise Manipulation von Quantenbits im Nanomaßstab auf Oberflächen voran.

Forschungsthemen

  • Millikelvin STM mit magnetischer Kühlung
  • Herstellung von Quantenstrukturen im atomaren Maßstab
  • Raster-Quantenpunkt-Mikroskopie (SQDM)
  • Hochauflösendes SPM mit funktionalisierten Spitzen

Kontakt

Prof. Dr. Ruslan Temirov

PGI-3

Gebäude 02.4w / Raum 323

+49 2461/61-3462

E-Mail

Mitglieder

Dr. Denis KrylovResearch engineer at Peter Grünberg Institute (PGI-3) Gebäude 02.4w / Raum 129+49 2461/61-3403
Dr. Sven JustPostdoc at Peter Grünberg Institute (PGI-3) Gebäude 02.4w / Raum 206b+49 2461/61-6525
Stefan SchultePhD student at Peter Grünberg Institute (PGI-3) Gebäude 02.4w / Raum 124+49 2461/61-2332

Forschung

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Millikelvin STM mit magnetischer Kühlung

Wir haben kürzlich ein Ultrahochvakuum-Rastertunnelmikroskop entwickelt, das eine Basistemperatur von 0,03 Kelvin erreicht. Es arbeitet mit adiabatischer Entmagnetisierungs- kühlung (ADR).

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Herstellung von Quantenstrukturen im atomaren Maßstab

Durch den Einsatz von SPM für die kontrollierte Manipulation von Einzelmolekülen und Atomen suchen wir nach neuen Wegen zur Herstellung von Oberflächenstrukturen, deren Quanteneigenschaften für grundlegende Untersuchungen der Quantenverschränkung genutzt werden können, was möglicherweise zu künftigen Anwendungen in der Quantentechnologie führt.

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Raster-Quantenpunkt-Mikroskopie (SQDM)

Unsere Experimente zur Manipulation von Einzelmolekülen haben uns zur Entdeckung einer neuen Rastersonden-Technik geführt, mit der sich nanoskalige Veränderungen des elektrostatischen Potenzials von Oberflächen mit sehr hoher Empfindlichkeit und räumlicher Auflösung abbilden lassen.

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Hochauflösende SPM mit funktionalisierten Spitzen

Es ist uns erstmals gelungen, die innere Struktur eines großen organischen Moleküls mit Hilfe der Rastersondenmikroskopie aufzulösen und Bilder zu liefern, die den Strukturformeln in Chemie-Lehrbüchern ähneln. Zu diesem Zweck haben wir STM-Spitzen verwendet, die mit molekularem Wasserstoff funktionalisiert wurden.

Publikationen
  • T. Esat, D. Borodin, J. Oh, A. J. Heinrich, F. S. Tautz, Y. Bae, and R. Temirov, “A quantum sensor for atomic-scale electric and magnetic fields”, Nature Nanotechnology 19, 1466–1471 (2024). https://doi.org/10.1038/s41565-024-01724-z
  • R. Bolat, J. M. Guevara, P. Leinen, M. Knol, H. H. Arefi, M. Maiworm, R. Findeisen, R. Temirov, O. T. Hofmann, R. J. Maurer, F. S. Tautz, and C. Wagner, “Electrostatic potentials of atomic nanostructures at metal surfaces quantified by scanning quantum dot microscopy”, Nat. Commun. 15, 2259 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-46423-4

Letzte Änderung: 01.08.2025
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