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Schwingungsspektroskopie

Die Forschung im Bereich der Infrarot- und Raman Spektroskopie beschäftigt sich mit der Entwicklung und Anwendung von molekülspektroskopischen Analysetechniken für die qualitative und quantitative Analyse. Die Arbeitsgruppe Umwelt-, Prozessanalytik und Sensoren unter der Leitung von Univ.Prof. B. Lendl konzentriert sich auf neue technologische Entwicklungen, wie z.B. auf Infrarot Quantenkaskadenlaser, Lichtleiter (planare Wellenleiter sowie Fasern), stehende Ultraschallfelder zur Partikelmanipulation sowie auf die Konzeption von neuer Software zur multimodalen und multivariaten Datenanalyse. Ziel ist es durch die Kombination neuer Technologien verbesserte analytische-chemische Messsysteme zu entwickeln und in die Anwendung zu bringen. Diese neuartigen Messsysteme können zur Lösung von analytisch-chemischen Problemen aus unterschiedlichsten Anwendungsbereichen wie der Umwelt- und Prozessanalytik, der medizinischen Diagnostik als auch der Lebenswissenschaften verwendet werden.

Der Arbeitsgruppe stehen u.a. folgende Messgeräte zur Verfügung:

Raman-AFM-SNOM System

Das WITEC Raman-AFM-SNOM System besteht in seinem Kern aus einem fasergekoppelten konfokalen Raman Mikroskop, welches mit 4 Laserlinien (488, 532, 633 sowie 785 nm) und zwei Spektrometern, welche für den sichtbaren bzw. nahen Infrarotbereich optimiert sind. Eine Besonderheit dieses Gerätes ist das ebenfalls vorhandene Rasterkraftmikroskop (AFM), welches über den Objektivrevolver zur Messung eingebracht werden kann. So können Proben an einer Stelle sequentiell sowohl mittels AFM als auch mittels konfokaler Raman Mikroskopie untersucht werden. Mit Hilfe der „TRUE Surface“ Einrichtung gelingt es ferner die Topografie einer rauen Probe zu vermessen, sodass danach, auch mit großer Vergrößerung, eine bildgebende Raman Analyse der Oberfläche möglich wird. Weiters können mit diesem Gerät auch polarisationsabhängige Raman Messungen durchgeführt werden. Die Faseroptik erlaubt ferner das an sich als Auflichtmikroskop konzipierte System für inverse Raman mikroskopische Messungen umzubauen. Mittels spezieller AFM Cantilever, welche an der Spitze eine kleine Öffnung aufweisen, sowie einem Einzelphotonendetektor können auch Apertur SNOM (scanning nearfield optical microscopy) Messungen realisiert werden.

FTIR Imaging System

Das FTIR Imaging System besteht aus einem FTIR Spektrometer (Bruker Tensor 37) mit angekoppeltem Infrarotmikroskop (Hyperion 3000). Letzteres ist mit einem Einzelpunkt – als auch mit einem Focal Plane Array (FPA) Detektor mit 64*64 Detektorelementen ausgerüstet. FTIR mikroskopische Messungen sind in Transmission, externer Reflexion aber auch mit Hilfe eines speziellen Germanium ATR Elements in interner Reflexion möglich.

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High-end FTIR Spektrometer

Das Vakuum mid-IR FTIR Spektrometer der Firma Bruker (Vertex 70v und Vertex 80v) zeichnet sich in seiner vorliegenden Ausstattung durch seine hohe Flexibilität aus. Es ist mit einer step-scan als auch mit einer hochauflösenden Erweiterung versehen und erlaubt daher Messungen mit hoher spektraler (0.07 cm-1) als auch zeitlicher Auflösung (2 ns). Weiters kann der IR Strahl das FTIR Spektrometers ausgekoppelt sowie externe Lichtquellen eingekoppelt werden. Das Spektrometer eignet sich daher ideal um z.B. externe Lichtquellen wie Quantenkaskadenlaser zu charakterisieren.

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Hochauflösendes konfokales Raman Mikroskop

Das LabRAM HR von Horiba JY ist mit zwei Laserlinien bestückt (633 nm und 532 nm). Eine Vielzahl von Objektiven erlaubt die Messung von unterschiedlichsten Proben. Das Spektrometer wurde kontinuierlich erweitert und aktualisiert. Durch eine neue Software, einen neuen high-speed Detektor sowie einen automatisierten x,y,z Tisch kann dieses System auch zur bildgebenden Analyse eingesetzt werden.

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Quantenkaskadenlaser

Quantenkaskadenlaser (QCLs) sind leistungsstarke abstimmbare Infrarotlichtquellen. Wir haben diese neuartigen Lichtquellen erfolgreich für die Flüssig- und Gasspektroskopie eingesetzt. Es werden 5 externe Cavity-QCLs von der Firma Daylight Solutions eingesetzt (890-1240 cm-1, 1565-1729 cm-1, 1220-1280 cm-1, Hedgehog 1470-1800 cm-1,  1x MIRcat), sowie mehrer DFB (Alpes Laser) und Ring QCLs (Institute für Festkörperelektronik, TU Wien). Durch die enge Zusammenarbeit mit dem Institut für Festkörperelektronik (TU Wien) haben wir ein beachtliches Know-how in der Charakterisierung von QCL-Lichtquellen erworben.

 

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