Preisträger Fabian Mohn. (Foto: IBM Research)
Zürich – Im Rahmen der diesjährigen Jahrestagung der Schweizerischen Physikalischen Gesellschaft (SPG) ist Fabian Mohn vom IBM Forschungslabor in Rüschlikon mit dem SPG-Preis für hervorragende Leistungen auf dem Gebiet der kondensierten Materie ausgezeichnet. Der Preis würdigt im Besonderen die im Zusammenhang mit seiner Doktorarbeit erzielten Fortschritte in der Rastersondenmikroskopie.
Gemeinsam mit seinen IBM Forschungskollegen gelang es Fabian Mohn erstmals mithilfe der Rastersondenmikroskopie bei tiefen Temperaturen und im Ultrahochvakuum, die Ladungsverteilung innerhalb eines einzelnen Moleküls – im vorliegenden Fall Naphthalocyanin – direkt abzubilden. Damit wurde eine bedeutende Erweiterung der wissenschaftlichen und technologischen Fähigkeiten von Rastersondenmikroskopen erzielt, die neue Einblicke in das Verhalten von Molekülen ermöglicht. So können weitere fundamentale Erkenntnisse etwa über das Schalten einzelner Moleküle sowie deren Bindungsverhalten gewonnen werden. Damit eröffne diese Arbeit, so die Laudatio der SPG, einen Weg, um die Verteilung und Übertragung von Ladung innerhalb von Molekülkomplexen zu untersuchen. Dies ist von grosser Bedeutung für die Erforschung von neuartigen Schaltelementen auf der Nanoskala und funktionalen molekularen Strukturen, zum Beispiel für Anwendungen in der Computertechnologie, der Solartechnik oder der Energiespeicherung.
Die Kelvin-Rasterkraftmikroskopie
Fabian Mohn nutzte für seine Forschungsarbeit eine als Kelvin-Rasterkraftmikroskopie (KPFM) bezeichnete Methode. Wird die Spitze des Rasterkraftmikroskops sehr nahe über eine leitende Probe gebracht, so entsteht ein elektrisches Feld aufgrund der unterschiedlichen elektrischen Potenziale von Spitze und Probe. Durch Anlegen einer Spannung an die Spitze, die exakt dieses elektrische Feld kompensiert, kann die Potenzialdifferenz gemessen und dadurch die Ladungsverteilung bestimmt werden.
Präzises Bild der Ladungsverteilung innerhalb des Moleküls
Fabian Mohn und seinen Kollegen gelang es nun, die Potenzialdifferenz für tausende einzelner Messpunkte über einem Molekül zu bestimmen und dadurch erstmals ein präzises Bild der Ladungsverteilung innerhalb des Moleküls zu erhalten. Um die erstmalige submolekulare Auflösung der Ladungsverteilung zu erreichen, waren eine sehr hohe thermische und mechanische Stabilität sowie atomare Präzision über den gesamten Zeitraum des Experiments von mehreren Tagen notwendig.
Die gewonnenen Erkenntnisse wurden im renommierten Wissenschaftsjournal Nature Nanotechnology im Februar veröffentlicht und haben in Fachkreisen international Anerkennung erhalten.
Zum Preisträger
Fabian Mohn studierte Physik an der Universität Konstanz. Seit 2009 ist er in der Gruppe von Gerhard Meyer als Doktorand am IBM Forschungslabor tätig. Seine Dissertation über Untersuchungen einzelner Atome und Moleküle mit Rastersondenmikroskopie schreibt er unter Anleitung von Prof. Jascha Repp von der Universität Regensburg.
Zum Preis
Die Schweizerische Physikalische Gesellschaft zeichnet jedes Jahr junge PhysikerInnen für hervorragende Forschungsarbeiten auf den Gebieten der allgemeinen und der angewandten Physik sowie der Physik der kondensierten Materie aus. Die Preise sind mit je 5’000 Schweizer Franken dotiert.
Über die Schweizerische Physikalische Gesellschaft
Die Schweizerische Physikalische Gesellschaft (SPG) ist eine nationale Vereinigung von PhysikerInnen, die in der Schweiz tätig oder mit der Schweiz verbunden sind. Das Ziel der Gesellschaft ist es, die Interessen der PhysikerInnen hierzulande zu vertreten und die Öffentlichkeit auf die an Bedeutung gewinnende Rolle der Physik in unserer High-tech Welt aufmerksam zu machen. Mit über 1250 Mitgliedern ist die SPG die grösste Gesellschaft der Schweizer Akademie der Naturwissenschaften (SCNAT). Sie feierte in 2008 ihr 100-jähriges Jubiläum und zählte während ihrer Geschichte wichtige Physikerinnen und Physiker zu ihren Mitgliedern.
(IBM/mc)
