Nanoanalyse: Erklärung und Definition

Nanoanalyse bezieht sich auf Techniken zur Bestimmung der atomaren Strukturen von Materialien, insbesondere von Kristallen. Die Technologie ähnelt der für die Mikroanalyse verwendeten, außer dass sie im Nanometerbereich durchgeführt wird. (Ein Nanometer sind 10 bis 9 Meter oder ein Millionstel Millimeter.)

Bei jedem für die Nanoanalyse verwendeten Instrument gibt es eine Auflösungsgrenze (der Durchmesser des kleinsten Objekts, das aufgelöst werden kann). Dies gilt wenn das Instrument direkt mit elektromagnetischer Strahlung wie Infrarot (IR), Ultraviolett (UV), sichtbarem Licht oder Röntgenstrahlen arbeitet und auch, wenn das Instrument subatomare Hochgeschwindigkeitsteilchen wie Elektronen oder Ionen verwendet. Jedem Beobachtungsmittel ist eine Mindestwellenlänge zugeordnet.

Objekte deren Durchmesser kleiner als diese Wellenlänge sind, entziehen sich der Beobachtung. Im Allgemeinen nimmt die erforderliche Wellen- oder Teilchenenergie zu, wenn die Wellenlänge kürzer wird. Dies motiviert Wissenschaftler, die sich mit der Nanoanalytik befassen, nach immer leistungsfähigeren Maschinen zu suchen, mit denen sie Proben beobachten können.

Das Elektronenmikroskop wird üblicherweise für die Nanoanalyse verwendet. Es gibt zwei Grundtypen die sich für diese Anwendung eignen: das Rasterelektronenmikroskop (REM) und das analytische Hochspannungs-Transmissionselektronenmikroskop. Röntgen- und UV-Beugung, IR-Mikroskopie, Massenspektrometrie, Ionenstrahlmaschinen und optische Präzisionsmikrosonden sind ebenfalls in der Nanoanalyse nützlich.