Unternanometerbereich

Der Unternanometerbereich bezeichnet in der Wissenschaft den Längenbereich unter einem Nanometer. Er umfasst typischerweise Größen von wenigen Zehnteln bis zu wenigen Hundertstel Nanometer und entspricht damit der Angström-Skala (1 Å = 0,1 nm). In Materialwissenschaft, Chemie, Biologie und Nanotechnologie werden Strukturen, Bindungen und Phänomene auf atomarem oder subatomarem Niveau untersucht.

Auf dieser Skala treten Quanteneffekte, diskrete elektronische Zustände und charakteristische Bindungsabstände stärker hervor. Die Eigenschaften eines Materials hängen stark von der konkreten Anordnung einzelner Atome, Oberflächenformen und Defekten ab. Wärme- und Umweltfelder können relativ große relative Störungen verursachen.

Zu den wichtigsten Methoden zählen hochauflösende Transmissionselektronenmikroskopie (HRTEM) mit Aberration-Korrektur, Rastertunneling- und Rasterkraftmikroskopie (STM/AFM) mit atomarer Auflösung, sowie spektroskopische Techniken, die Zustände auf atomarer Ebene charakterisieren.

Anwendungen finden sich in der Strukturaufklärung von Kristallen und Oberflächen, der Charakterisierung von Defekten in Halbleitern, Graphen und Nanostrukturen, sowie in der Entwicklung von Quantenpunkten, Molekülchips und katalytischen Systemen.

Die Messungen erfordern präzise Kalibrierung, Kontrolle von Drift, Temperatur- und Vibrationsdämpfung. Proben können Strahlenschäden erleiden. Die Berücksichtigung von Messunsicherheiten und die Entwicklung standardisierter Referenzen sind Forschungsfelder.