PowerPointPrsentation

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I S A S
Institute of Spectrochemistry and Applied
Spectroscopy Dortmund and Berlin
Development of Analytical Methods and
Applications material science, life science

• Raman- and IR-Spectroscopy
• Spectroscopic Ellipsometry IR to VUV
• X-ray fluorescence
• Laser ablation
• Mass spectrometry

spectroscopic synchrotron beamlines at BESSY
II (Berlin) and DELTA (Dortmund)
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I S A S
INSTITUTE OF SPECTROCHEMISTRY AND APPLIED
SPECTROSCOPY DORTMUND AND BERLIN
Sub-micrometer femtosecond laser analytical mass
spectrometry applied to plant samples
sub-micrometer femtosecond laser ablation on a
plant leaf.
500 nm

• Sub-micrometer spatial and depth resolution
• Detection limits of elements in low ppm
  range (with TOF MS sub-ppm expected)

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SNOM-MS e.g. Triacene Compound
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Institute of Spectrochemistry and Applied
Spectroscopy Dortmund and Berlin
Tip-Enhanced Raman Spectroscopy (TERS)
Lateral resolution below 20 nm
Raman spectra on dye molecules
working principle
characterisation of small structures or molecules
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Atomic structure of In nanowires on Si
TE-calculation, GIXRD
STM, PES, Conductance
300K 60K
RT LT

• structural phase transition RT
  ? LT
• electronic phase transition 1D -
  conductor ? insulator

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electronic structure vibronic structure
of Indium nanowires
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Spectroscopy Dortmund and Berlin
N. Esser Ellipsometry, Raman Spectroscopy V.
Deckert SNOM, Tip-enhanced Raman R.
Hergenröder XRF, laser ablation
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Spectroscopy Dortmund and Berlin
wavelength-dispersive X-ray-fluorescence
microprobe (DELTA)
10µm lateral resolution
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Infrarot-Ellipsometer bei BESSY II
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Institut für Spektrochemie und Angewandte
Spektroskopie Dortmund und Berlin
Die 1. Messzeit 09/2002
Neue Messmöglichkeiten
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Institut für Spektrochemie und Angewandte
Spektroskopie Dortmund und Berlin
Beispiele für Messungen im MIR am BESSY II aus
dem Jahre 2003

• Identifizierung
• Molekülorientierungen und Anisotropie
• Störungen der molekularen Struktur

1 mm2 große Probe (34 nm Polymer auf Silizium)
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Spektroskopie Dortmund und Berlin
Beispiele für Messungen im MIR am BESSY II aus
dem Jahre 2003
Inhomogener Proteinfilm (purple membrane)
Messungen an verschiedenen Stellen
Ellipsometrie-spektren an verschiedenen Stellen
Bild eines einige µm dicken Proteinfilms auf
Goldsubstrat

• Lateral-Identifizierung von Lipid- und
  Proteinbanden
• variierende Struktur und Schichtdicke

Weiteres mittelfristiges Ziel an der IR-Beamline
des BESSY Entwicklung eines MIR-Échelle-Spektrome
ters für simultane und zeitaufgelöste
Spektroskopie
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TERS Experiment BCB
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Near-field Mass Spectrometry (SNOM-MS)
103 mbar
10-6 mbar
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Screen shot of the mass spectrum of dried maize
leaf Fe (mass 56) is shown at the inset. Mass
fraction of Fe in maize is below 100 mg/kg.

• Advantages
• Sub-micrometer spatial and depth resolution
• Detection limits of elements in low ppm range
  (with TOF MS detector sub-ppm range is expected)

Cooperating institutions Institute for Plant
Nutrition, University of Hohenheim ( prof N. Von
Wirén) Laser cenrum Hannover ( Dr. B. Chichkov)
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Reflectance Anisotropy Spectroscopy
bulk isotropic, surface anisotropic ? ?r/r
surface specific spectral range 0.7eV to 5.5eV ?
electronic surface excitations