Spurenbestimmung mit Laser

Mittels Laserstrahlen können kleinste Materialmengen eines Festkörpers verdampft werden. Durch deren anschliessende Analyse im Massenspektrometer lässt sich so zum Beispiel die elementare Zusammensetzung von Mineralien, Metallen oder Edelsteinen bestimmen.

Als Laserablation wird das Abtragen von Material von einer Oberfläche durch Beschuss mit gepulster Laserstrahlung bezeichnet.

Die zerstörende Wirkung von Laserstrahlen lässt sich wirkungsvoll auch für chemische Analysen zu Nutze machen. Fokussiert man sie auf eine Fläche von Billionsteln von Quadratmetern (µm²), können kleinste Materialmengen aus diesem Bereich abgetragen werden. Das dabei freigesetzte Material wird in einem Plasma bei einer Temperatur von mehreren tausend Grad Celsius zersetzt und anschliessend mittels Massenspektrometrie auf die enthaltenen Elemente analysiert. So liefert die Analyse des abgetragenen Materials wertvolle Hinweise auf die Zusammensetzung des untersuchten Objekts.

Solche chemischen Untersuchungen lassen sich auf praktisch alle Feststoffe direkt anwenden. Fast alle Elemente des Periodensystems können auch in kleinsten Mengen schnell und minimalinvasiv erfasst werden. Breite Anwendung findet diese Methode für die Charakterisierung von Metallen und Legierungen, Mineralien und Edelsteinen und sonstige Werkstoffe, und sogar Gewebeproben.

Ergebnisse dieser Analysen werden für die Forschung in der Geologie, Klimaforschung und Materialwissenschaft ebenso benötigt wie in der Kriminalistik, Kunstwissenschaft und zunehmend auch in der Biologie und Medizin.

Beteiligte

Prof. Dr. Detlef Günther
Dr. Bodo Hattendorf
Dr. Joachim Koch
Dr. Gunnar Schwarz
Dr. Alex Graham-Gundlach
Dr. Kathrin Lange
Steffen Allner
Marcel Burger
Kevin Guex
Ceren Yilmaz
Peter Velicsanyi
Deborah Käser