Nahfeld Infrarot-Spektroskopie

Infrarot-Spektroskopie ermöglicht es uns die vibronischen Moden von (Bio-)Molekülen und damit ihre Zusammensetzung, Zustand und Umgebung zu untersuchen. Wir verwenden Nanopartikel aus Metall, um die Sensitivität dieser Methode auf Monolagen oder sogar einzelne Moleküle auszuweiten. Diese Partikel besitzen ein plasmonisch induziertes Nahfeld, das sehr lokal auf die Oberfläche der Partikel begrenzt ist (wenige 10 nm). Durch dieses Nahfeld wird die vibronische Signatur von Molekülen aus der direkten Umgebung um mehrere Größenordnungen verstärkt.

Wir nutzen diesen Effekt in zweierlei Hinsicht aus: entweder verwenden wir strukturierte Oberflächen um Monolagen von Molekülen an der Oberfläche zu untersuchen (Oberflächenverstärkte Infrarot-Absorptionsspektroskopie, engl. Surface-Enhanced Infra-Red Absorption Spectroscopy, SEIRAS) oder wir benutzen eine metallene Spitze eines Rasterkraftmikroskops (Atomic Force Microscope, AFM) als lokale Antenne für ortsaufgelöste Infrarotspektroskopie (scattering-type Scanning Near-field Optical Microscopy, sSNOM).