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Sieger des Posterwettbewerbs
Messung von Wirkungsquerschnitten an Einzelmolekülen Lars Kastrup und Stefan W. Hell Abteilung für NanoBiophotonik Zusammenfassung Molekulare Wirkungsquerschnitte wurden erstmals an Einzelmolekülen mit Hilfe einer direkten Methode gemessen, die unabhängig ist von Kalibrationsstandards oder der Kenntnis der Fluoreszenzquantenausbeute. Es wurden an einzelnen JA-26 Farbstoffmolekülen Sättigungskurven der stimulierten Emission aufgenommen, die mit Hilfe eines photokinetischen Dreiniveau-Modells analysiert wurden. Die Verteilung der Wirkungsquerschnitte spiegelt die unterschiedlichen Molekülorientierungen wider. Abb. 1 Anregungs- und Fluoreszenzspektrum
von JA-26 und beteiligte Wellenlängen Der Wirkungsquerschnitt von photoinduzierten Übergängen kann als Photoneneinfangquerschnitt eines Moleküls interpretiert werden. Dessen quantitative Kenntnis ist nicht nur von grundlegendem Interesse, sondern auch unverzichtbar für spektroskopische Anwendungen und die Entwicklung von Farbstofflasern. Wir stellen eine Methode vor, die eine direkte Bestimmung des Wirkungsquerschnittes stimulierter Emission erlaubt und anders als bisherige Ansätze1 nicht von Vergleichsstandards oder der Kenntnis der Quantenausbeute abhängt. Als Einzelmolekülmethode erfordert sie auch nicht wohldefinierte Farbstoffkonzentrationen. Es werden einzelne Moleküle des Farbstoffs JA-26 im kurzwelligen Bereich des Absorptionsspektrums durch einen Pikosekunden-Laserpuls angeregt und anschließend einem zweiten sog. STED-Puls (Stimulated Emission Depletion) im langwelligen Bereich des Fluoreszenzspektrums ausgesetzt (Abb. 1). Die (Rest ) Fluoreszenz wird in einem 60 nm breiten Spektralband nahe dem Emissionsmaximum detektiert. Durch Erhöhung der Laserleistung werden STED-Sättigungskurven aufgenommen. Abb. 2 Dreiniveau-Modell |
