DE4329985C2

DE4329985C2 - Probe for near-field optical microscopy

Info

Publication number: DE4329985C2
Application number: DE4329985A
Authority: DE
Inventors: Hans-Ulrich Danzebrink; Ulrich Fischer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-09-19
Filing date: 1993-09-04
Publication date: 1999-12-02
Anticipated expiration: 2013-09-05
Also published as: DE4231426A1; DE4329985A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sonde für die optische Nahfeldmikroskopie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a probe for the optical near field microscopy according to the generic term of Claim 1.

Bei bekannten Anordnungen der optischen Nahfeldrastermikroskopie SNOM (Scanning Near Field Optical Microscopy) dient eine Spitze S mit submikroskopischen Abmessungen, die kleiner sind als die Wellenlänge der verwendeten elektromagnetischen Strahlung in Anordnung I (Fig. 2) als submikroskopische Empfangsantenne und in Anordnung II als Sendeantenne. In der Anordnung I ist die Spitze S über ein Übertragungsglied V₁ mit einem Träger T verbunden, der Abmessungen hat, die größer sind als die Wellenlänge. V₁ dient also dazu, elektromagnetische Energie zwischen einem Bereich mit Abmessungen, die kleiner sind als die Wellenlänge, nämlich der Spitze, und einem Bereich, der Abmessungen hat, die groß sind gegen die Wellenlänge, dem Träger, zu übertragen. Die Spitze S und das Übertragungsglied V₁ sind die wesentlichen, für die Ausführungsform des optischen Nahfeldmikroskopes charakteristischen, Komponenten. Der Träger ist über ein Übertragungsglied V₂ mit dem Detektor D verbunden. V₂ dient als Wellenleiter für die Fortleitung elektromagnetischer Strahlung zum Detektor. Der Detektor D dient zur Wandlung der empfangenen elektromagnetischen Strahlung in ein elektrisches Meßsignal. Die Spitze S ist in unmittelbarer Nähe zur Oberfläche des Objektes O angebracht. Ein Verschiebemodul N dient dazu, die Sonde relativ zum Objekt in drei Dimensionen zu verschieben. Von einer externen Quelle Q wird elektromagnetische Strahlung über ein Übertragungsglied V₃ vom Außenraum der Sonde auf die Sonde eingestrahlt. Ist das Objekt O, wie in Anordnung I, Fig. 2 schematisch gezeigt, zwischen Detektor D und Spitze S einerseits und V₃ und Q andererseits angeordnet, so handelt es sich bei der Anordnung um eine Transmissionsanordnung. Dabei müssen V₃ und Q nicht senkrecht zu dem Objekt ausgerichtet sein. Weiterhin können sich Q und V₃ auch auf der gleichen Seite relativ zum Objekt befinden wie S und D. Dann spricht man von einer Reflexionsanordnung. Anordnung II unterscheidet sich von Anordnung I dadurch, daß die Positionen der Quelle Q und des Detektors D ausgetauscht sind. Bei der optischen Nahfeldmikroskopie wird ausgenutzt, daß das Objekt in unmittelbarer Nähe der Spitze, d. h. innerhalb der Reichweite des Nahfeldes der Spitze, eine Rückwirkung ausübt auf die Emission oder Absorption der Sonde, so daß das vom Detektor D empfangene Signal (optisches Nahfeldsignal) eine charakteristische Funktion des Abstandes zwischen Spitze und Objektoberfläche und auch der lokalen optischen Eigenschaften der Oberfläche des Objektes ist. Die Spitze S wird in einem Abstand der halben Wellenlänge bis zu weniger als einem nm über die Oberfläche des Objekts geführt. Die optische Nahfeldrastermikroskopie wurde in mehreren verschiedenen Versionen demonstriert, die sich im wesentlichen durch die Art der verwendeten Spitzen S, durch die Anordnungen der Sonden für das mikroskopische Verfahren, durch die Art der Beleuchtung der Sonde (Anordnung von Q zum Objekt), durch die Übertragungsglieder V₁, V₂, V₃ für die Wege det Energieübertragung zwischen Spitze und Detektor einerseits und zwischen Quelle und Spitze andererseits unterscheiden.In known arrangements of optical near-field scanning microscopy SNOM (Scanning Near Field Optical Microscopy), a tip S with submicroscopic dimensions is used, which are smaller than the wavelength of the electromagnetic radiation used in arrangement I ( FIG. 2) as a submicroscopic receiving antenna and in arrangement II as a transmitting antenna. In the arrangement I, the tip S is connected via a transmission element V ₁ to a carrier T which has dimensions which are greater than the wavelength. V ₁ thus serves to transmit electromagnetic energy between an area with dimensions that are smaller than the wavelength, namely the tip, and an area that has dimensions that are large against the wavelength, the carrier. The tip S and the transmission element V ₁ are the essential components which are characteristic of the embodiment of the optical near-field microscope. The carrier is connected to the detector D via a transmission element V ₂ . V ₂ serves as a waveguide for the transmission of electromagnetic radiation to the detector. The detector D is used to convert the received electromagnetic radiation into an electrical measurement signal. The tip S is attached in the immediate vicinity of the surface of the object O. A displacement module N serves to move the probe in three dimensions relative to the object. From an external source Q, electromagnetic radiation is radiated from the outside of the probe onto the probe via a transmission element V ₃ . If the object O, as shown schematically in arrangement I, FIG. 2, is arranged between detector D and tip S on the one hand and V ₃ and Q on the other hand, then the arrangement is a transmission arrangement. V ₃ and Q need not be aligned perpendicular to the object. Furthermore, Q and V _{3 can} also be on the same side relative to the object as S and D. Then one speaks of a reflection arrangement. Arrangement II differs from arrangement I in that the positions of the source Q and the detector D are exchanged. Optical near-field microscopy takes advantage of the fact that the object in the immediate vicinity of the tip, ie within the range of the near field of the tip, has a reaction on the emission or absorption of the probe, so that the signal received by detector D (optical near-field signal) is characteristic The function of the distance between the tip and the object surface and also the local optical properties of the surface of the object is. The tip S is guided at a distance of half the wavelength down to less than one nm above the surface of the object. Optical near-field scanning microscopy has been demonstrated in several different versions, which differ essentially by the type of tips S used, by the arrangement of the probes for the microscopic method, by the type of illumination of the probe (arrangement from Q to the object), by the transmission elements V ₁ , V ₂ , V ₃ for the ways det energy transfer between tip and detector on the one hand and on the other hand differentiate between source and tip.

Der Einsatz von Nahfeldsonden ist nicht auf die optische Nahfeldrastermikroskopie beschränkt. So kann eine Nahfeldsonde im Detektormodus oder eine Anordnung mehrerer socher Sonden zur Vermessung der räumlichen Verteilung der Intensität von Strahlungsfeldern aller Art mit hoher lateraler Auflösung statt zur Vermessung der Oberfläche eines Objektes eingesetzt werden wie z. B. 1) der Vermessung der Intensitätsverteilung in der Bildebene von Mikroskopobjektiven oder von Projektionsobjektiven für die Mikrolithographie und 2) zur elektronischen Aufzeichnung von Strahlungsintensitätsmustern wie z. B. eines Hologramms. Im Sendemodus kann die Nahfeldsonde andererseits als mikroskopische Quelle zur Untersuchung der lokal aufgelösten Übertragungseigenschaften optischer Systeme eingesetzt werden. The use of near-field probes is not due to the optical Near-field scanning microscopy limited. So one can Near field probe in detector mode or an arrangement of several Socher probes for measuring the spatial distribution of the Intensity of radiation fields of all kinds with high lateral resolution instead of measuring the surface of a Object are used such. B. 1) the measurement of Intensity distribution in the image plane of Microscope lenses or of projection lenses for the Microlithography and 2) for the electronic recording of Radiation intensity patterns such as B. a hologram. in the On the other hand, the near-field probe can transmit mode as microscopic source for the investigation of locally resolved Transmission properties of optical systems used become.

Die der hier erfundenen Sonde am nächsten kommenden Sonden, die bereits früher beschrieben wurden, sind
The probes closest to the probe invented here that have been described earlier are

a) the probe from Pohl, Denk and Lanz ( 1 ), consisting of a glass or quartz fiber opening into a tip, which is coated with metal, such that there is an opening in the metal coating at the tip. This opening serves to ensure that light which is coupled into the fiber only emerges from this opening. The distinguishing features of our probe from the probe described by Pohl et al are the incomplete coating of the side surfaces and the uncoated edges between the side surfaces, which are an essential prerequisite for the function of the type of probes described here.
b) The probe by Betzig et al ( 2 ), which, very similar to that of Pohl et al, consists of a glass-coated glass fiber opening into a tip, the metal coating of which has a submicroscopic opening at the tip. Here, too, the sides ending in the tip are completely coated.
c) The probe according to Reddick et al ( 3 ), consisting of a glass fiber tapering to a tip without a metal coating.
d) the probe according to Tortonese et al ( 4 ), consisting of a bar made of microlithography made of SiN 3 to which a hollow pyramid is attached, which has a submicroscopic hole at its tip, which is similar to the case of the probes according to Pohl et al and Betzig et al serve that the light incident in the hollow pyramid only exits through this opening. The bar on which the pyramid is attached serves as a spring bar, the deflection of which is used during the scanning process as an auxiliary signal for controlling the distance in the manner of the known atomic force microscopy, while the optical near-field signal is used to represent the optical properties. Here, too, the sides ending in the tip are completely coated.
e) the probe according to Hulst et al ( 5 ), which is identical to that of Tortonese et al except for the difference that it has no hole at the tip of the hollow cone.

Nachteilig an den bekannten von Pohl et al oder von Betzig et al oder von Tortonese et al und von van Hulst et al beschriebenen Sonden ist, daß ein Hohlkegel oder eine Hohlpyramide aus stark reflektierendem metallischen Material als Übertragungsglied V₁ dient, weil elektromagnetische Strahlung nur sehr abgeschwächt in eine metallische Hohlspitze eindringen kann, wenn diese Abmessungen hat, die kleiner sind als die Wellenlänge der Strahlung. Die Sonde nach Reddick et al in Form einer Glasspitze hat den wesentlichen Nachteil, daß Strahlung, die durch die Faser zur Spitze geleitet wird, fast vollständig im Bereich des sich verjüngenden Kegels, der in diesem Falle als Verbindungselement V₁ dient, abgestrahlt wird, während nur ein sehr geringer Anteil der Strahlung in die Spitze gelangt. N. Kuck et al (6) beschreiben eine Sonde, in der die elektrooptische Anregung der Sonde zur Emission elektromagnetischer Strahlung in der Sonde integriert ist. Diese Sonde unterscheidet sich im Aufbau wesentlich von der hier beschriebenen. Kuck et al verwenden eine zu einer Spitze gezogene Glas-Kapillare, die im Inneren mit einem elektrolumineszierenden Material (ZnS) gefüllt ist. Das elektrolumineszierende Material ist in der Spitze eingebettet zwischen einem elektrisch leitenden Material im Inneren der Kapillare und einem optisch transparenten, elektrisch leitenden Material, mit dem die Spitze bedeckt ist und das wiederum kontaktiert ist mit einer metallischen äußeren Beschichtung der Kapillarspitze. Diese Sonde hat den wesentlichen Nachteil, daß das emittierte Licht die transparente elektrisch leitende Schicht durchdringen muß, während bei den hier beschriebenen Sonden die Strahlungsemission direkt an der Kante bzw. Spitze erfolgt.A disadvantage of the known probes described by Pohl et al or by Betzig et al or by Tortonese et al and by van Hulst et al is that a hollow cone or a hollow pyramid made of highly reflective metallic material serves as a transmission element V ₁ because electromagnetic radiation is very low weakened can penetrate into a hollow metal tip if it has dimensions that are smaller than the wavelength of the radiation. The probe according to Reddick et al in the form of a glass tip has the major disadvantage that radiation which is guided through the fiber to the tip is emitted almost completely in the region of the tapered cone, which in this case serves as connecting element V ₁ , while only a very small proportion of the radiation reaches the tip. N. Kuck et al (6) describe a probe in which the electro-optical excitation of the probe for emitting electromagnetic radiation is integrated in the probe. The structure of this probe differs significantly from that described here. Kuck et al use a glass capillary drawn to a tip, which is filled with an electroluminescent material (ZnS) on the inside. The electroluminescent material is embedded in the tip between an electrically conductive material inside the capillary and an optically transparent, electrically conductive material with which the tip is covered and which in turn is contacted with a metallic outer coating of the capillary tip. The main disadvantage of this probe is that the emitted light has to penetrate the transparent electrically conductive layer, while in the probes described here the radiation emission takes place directly at the edge or tip.

Eine Sonde der eingangs genannten Art ist aus dem US-Patent US 4,604,520 bekannt. In diesem Patent ist eine Sonde für die optische Nahfeldmikroskopie beschrieben, die pyramidenförmig ausgebildet ist. Weiterhin weist die Sonde an ihrer Spitze eine Übertragungsöffnung für die Emission der elektromagnetischen Strahlung in den Außenraum der Sonde oder deren Eindringen in den Sondenkörper auf, wobei die Abmessung dieser Übertragungsöffnung weniger als 100 nm beträgt. Die Sonde ist mit einem um ihre Seitenflächen herum aufgebrachten durchgehenden Metallfilm versehen, der nur im Bereich der Übertragungsöffnung unterbrochen ist. Als nachteilig bei dieser Sondengeometrie erweist sich, daß die Effektivität, mit der elektromagnetische Strahlung, insbesondere Licht, von der Grundfläche der pyramidenförmigen Sonde zu der im Bereich der Spitze angeordneten Übertragungsöffnung übertragen werden kann, sehr gering ist.A probe of the type mentioned is from the US patent US 4,604,520 known. In this patent there is a probe for that Optical near-field microscopy described that pyramid-shaped is trained. Furthermore, the probe points at its tip a transmission opening for the emission of the electromagnetic radiation into the outside of the probe or their penetration into the probe body, the dimension this transmission aperture is less than 100 nm. The Probe is applied with one around its side surfaces continuous metal film provided only in the area of Transmission opening is interrupted. As a disadvantage at this probe geometry proves that the effectiveness, with the electromagnetic radiation, especially light, from the base of the pyramid-shaped probe to that in the area the tip arranged transmission opening are transmitted can, is very low.

Eine weitere optische Nahfeldsonde ist aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 459 392 A2 bekannt. Als Sondenkörper wird hier eine zu einer Spitze ausgezogene Glasfaser verwendet, die komplett mit einem dünnen Film beispielsweise aus Metall beschichtet ist. Im Bereich der Spitze ist die Glasfaser zusammen mit der Beschichtung abgeschnitten, so daß sich eine Apertur von beispielsweise etwa 10 nm ergibt, die als Übertragungsöffnung für die elektromagnetische Strahlung dienen kann. Auch bei dieser Sonde erweist sich die Übertragung der elektromagnetischen Energie in die Spitze hinein als sehr ineffektiv.Another optical near-field probe is from the European one Patent application EP 0 459 392 A2 known. As a probe body here becomes a glass fiber pulled out to a point used that complete with a thin film for example is coated from metal. In the area of the tip is the Cut glass fiber together with the coating so that there is an aperture of, for example, approximately 10 nm, the as a transmission opening for electromagnetic radiation can serve. This is also the case with this probe Transmission of electromagnetic energy to the top into being very ineffective.

Eine weitere optische Nahfeldsonde ist beispielsweise aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 487 233 A2 bekannt. Auch die hierin beschriebene Sonde wird aus einer zu einer Spitze ausgezogenen Lichtleitfaser hergestellt, die allseitig mit einem lichtundurchlässigen Material wie beispielsweise Metall beschichtet ist. Die Faser weist an ihrem spitzenseitigen Ende ebenfalls eine Apertur auf, die als Übertragungsöffnung dienen kann, wobei die Apertur hier ebenfalls unbeschichtet ist. Wie bei der Sonde gemäß der EP 0 459 392 A1 ist auch die in der EP 0 487 233 A2 beschriebene Sonde ausgesprochen ineffektiv bezüglich der Übertragung der elektromagnetischen Energie in die Spitze hinein oder aus der Spitze in den Sondenkörper hinein.Another near-field optical probe is from, for example European patent application EP 0 487 233 A2 known. Also the probe described herein becomes a tip extended optical fiber manufactured with all sides an opaque material such as metal is coated. The fiber has on its tip side End also an aperture that serves as a transmission opening can serve, the aperture here also uncoated is. As with the probe according to EP 0 459 392 A1, the pronounced in EP 0 487 233 A2 ineffective regarding the transmission of electromagnetic Energy into the tip or from the tip into the Probe body.

Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem ist die Schaffung einer Sonde der eingangs genannten Art, bei der die Übertragung der elektromagnetischen Strahlung effizienter erfolgen kann.The problem underlying the present invention is the creation of a probe of the type mentioned, in which the transmission of electromagnetic radiation more efficiently can be done.

Dies wird erfindungsgemäß durch eine Sonde mit den Merkmalen des Anspruchs 1 beziehungsweise durch eine Sonde mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.This is done according to the invention by a probe with the features of claim 1 or by a probe with the Features of claim 9 solved.

Die erfundene Nahfeldsonde hat den Vorteil, daß der Verbindungsweg zwischen der Spitze und dem zugehörigen Träger effizienter gestaltet ist d. h., daß eine effizientere Einkopplung von Strahlung in die Spitze bzw. Kante ermöglicht wird. Diese Einkopplung in den Bereich der Kante bzw. Spitze, der in seinen geometrischen Abmessungen vergleichbar oder kleiner als die Wellenlänge ist, wird durch die Geometrie der Kante bzw. Spitze, die Wahl der Materialien und die nur partielle Beschichtung der Seiten erreicht. Gleichzeitig erlaubt die besondere Form der Sonde Verkörperungen, die eine Integration der Funktion des Detektors bzw. der Strahlungsquelle in die Sonde erlauben, was eine wesentliche Vereinfachung der Anordnungen für den Einsatz der Sonde als mikroskopische Sender oder Empfänger mit sich führt.The invented near-field probe has the advantage that the Connection path between the tip and the associated carrier is made more efficient d. that is, a more efficient coupling of radiation into the tip or Edge is enabled. This coupling in the area of Edge or tip, in its geometric dimensions is comparable or smaller than the wavelength, is by the geometry of the edge or tip, the choice of materials and the only partial coating of the sides reached. At the same time, the special shape of the probe allows Embodiments that integrate the function of the Allow detector or the radiation source into the probe, which is a significant simplification of the arrangements for the Use of the probe as a microscopic transmitter or receiver with it.

Detailed description of the near field probes and their preferred embodiment Geometry of the probes

Die erfundene Sonde hat die in Fig. 1 für den Fall der Tetraederspitze (n = 3) dargestellte Form eines zu einer Spitze zulaufenden Polyeders P aus geeignetem Materi al M oder aber die Form eines Keils A, die als Ausschnitt aus einer Polyederspitze gesehen werden kann (Fig. 1d). Einige der Seitenflächen P_j (j = 1, . . ., n) sind mit dünnen Filmen unterschiedlicher anderer Materialien M_j be schichtet, wobei mindestens eine der Kanten K_i,j und ggf. die Spitze zwischen zwei benachbarten Flächen P_i und P_j unbeschichtet sind, bzw. die Schichtdicke so ge ring ist, daß sie im verwendeten Wellenlängenbereich zu einer geringeren Absorption führt. Die Ausbildung der von der Spitze abgewandten Grundfläche P₀ ist zu nächst offen gelassen, es kann sich z. B. um eine geschlif fene Fläche handeln, es kann sich aber auch nur um eine gedachte Trennfläche handeln zu einer Fortsetzung des Polyeders zu einem geeigneten Körper beliebiger Ab messung.The invented probe has the shape shown in FIG. 1 for the case of the tetrahedron tip (n = 3) of a polyhedron P tapering to a tip made of suitable material M or the shape of a wedge A, which can be seen as a section of a polyhedron tip ( Fig. 1d). Some of the side surfaces P _j (j = 1,..., N) are coated with thin films of different other materials M _j , with at least one of the edges K _{i, j} and possibly the tip between two adjacent surfaces P _i and P _{j are} uncoated, or the layer thickness is such that it leads to a lower absorption in the wavelength range used. The formation of the base surface P ₀ facing away from the tip is initially left open. B. is a honed surface, but it can also be just an imaginary interface to continue the polyhedron to a suitable body of any dimension.

materials

Das Material M des Körpers der Nahfeldsonde kann ein elektrooptisch passives Material sein wie Glas, Quarz, Saphir, Diamant oder aber auch ein elektroop tisch aktives Material, wie z. B. ein Halbleitermaterial mit Eigenschaften der Photoleitfähigkeit oder der Lumi neszenz wie z. B. GaAs oder Si oder eine andere der typischen Halbleiterverbindungen. Das Material muß nicht notwendigerweise homogen sein. Die Oberfläche des Körpers kann mit einer dünnen Oxidschicht, einer Kontaminationsschicht, einer Dotierungsschicht oder einer dünnen Beschichtung aus einem anderen Material versehen sein.The material M of the body of the near-field probe can be an electro-optically passive material like glass, Quartz, sapphire, diamond or an electro-op table active material, such as B. a semiconductor material with properties of photoconductivity or Lumi nescence such as B. GaAs or Si or another of typical semiconductor connections. The material must not necessarily be homogeneous. The surface of the body can be covered with a thin layer of oxide, one Contamination layer, a doping layer or a thin coating of another material be provided.

production method

Eine Herstellung solcher Nahfeldsonden kann auf verschiedenste Weisen erfolgen. Einige Herstellungs verfahren sind im folgenden beschrieben. Verwendet man amorphe oder polykristalline Materialien wie z. B. Glas, so können Brüche in nahezu beliebigen Richtun gen herbeigeführt werden. Durch mehrfaches Brechen eines Glasstreifens mit rechtwinkligem Querschnitt kann nach Art der Herstellung von Ultramikrotommes sern (7) eine Tetraederspitze hergestellt werden. Aus der Möglichkeit, Ultradünnschnitte einer Dicke bis hin ab zu 30 nm herzustellen, folgern wir, daß die Schneiden der Messer Krümmungsradien in der Größenordnung weniger nm haben. Es gelingt, Ultramikrotommesser so herzustellen, daß die Messerschneide mit, zwei weiteren Bruchkanten in eine gemeinsame Spitze münden, die ebenfalls einen Krümmungsradius von nur wenigen nm besitzt. Die Aufnahme einer solchen Tetraederspitze mit dem Rasterelektronenmikroskop ist in Fig. 3 ge zeigt.Such near-field probes can be manufactured in a wide variety of ways. Some manufacturing processes are described below. If amorphous or polycrystalline materials such as. As glass, breaks can be brought about in almost any direction. By repeatedly breaking a glass strip with a rectangular cross-section, a tetrahedron tip can be produced in the manner in which ultramicrotome meters (7) are produced. From the possibility of producing ultra-thin sections down to 30 nm thick, we conclude that the cutting edges of the knives have radii of curvature of the order of a few nm. It is possible to manufacture ultramicrotome knives in such a way that the knife edge with two further breaking edges open into a common tip, which likewise has a radius of curvature of only a few nm. The recording of such a tetrahedron tip with the scanning electron microscope is shown in Fig. 3 ge.

Dieses Verfahren des Brechens zur Herstellung des Körpers von Tetraederssonden oder von Keilsonden ist auch auf andere Materialien übertragbar, insbesondere auch auf kristalline Materialien, bei denen Brüche be vorzugt entlang von ausgewählten Kristallebenen erfol gen. Durch kontrolliertes Anritzen und Spalten entlang dieser Ebenen lassen sich sehr exakte Kanten und ggf. Ecken herstellen.This method of breaking to make the Body of tetrahedron probes or wedge probes also transferable to other materials, in particular also on crystalline materials where fractures are preferably along selected crystal planes Through controlled scoring and splitting along of these levels, very exact edges and, if necessary, Make corners.

Ferner ist es möglich, entsprechende Kanten und Flä chen auch durch Verfahren des Schleifens, Polierens und Ätzens herzustellen. Es sei darauf hingewiesen, daß scharfe Kanten und Ecken durch Ätzen zum Beispiel im Anschluß an lithographische Belichtungs- und Entwick lungsschritte hergestellt werden können und daß Dia mantmesser für die Ultramikrotomie durch Schleifen und Polieren hergestellt werden (8).It is also possible to have corresponding edges and surfaces Chen also by methods of grinding, polishing and etching. It should be noted that sharp edges and corners by etching, for example in the Connection to lithographic exposure and development Steps can be made and that Dia sheath knife for ultramicrotomy by grinding and polishing (8).

Coating

Die Seitenflächen P_j (j = 1, . . ., n) können mit einem dünnen Film eines Materials M_j beschichtet sein, das durch thermisches Verdampfen oder aber auch durch andere Methoden aufgebracht werden kann. Insbeson dere kann die Beschichtung zweier benachbarter Sei tenflächen P_i und P_j in zwei Schritten so erfolgen, daß die Kante K_i,j unbeschichtet bleibt bzw. mit einer im Vergleich zur Beschichtung der Seitenflächen geringen Schichtdicke beschichtet ist. Die Beschichtung der Sei ten erfolgt nacheinander mit einem Materialdampf strahl der schräg zu einer die Kante schneidenden Ach se gerichtet ist (α < 90°, siehe Fig. 4). Wählt man die Bedampfungsrichtungen analog schräg zu einer die Spitze schneidenden Achse so erreicht man, daß die Spitze unbeschichtet bleibt bzw. geringfügig beschich tet wird. Dies ist auch möglich, wenn es sich bei den zwei beschichteten Seiten nicht um benachbarte Seiten han delt. Handelt es sich bei der Polyederspitze z. B. um eine vierseitige Pyramidenspitze (n = 4), so können gegen überliegende, sich nur in der Spitze berührende, Seiten beschichtet werden, und zwar so, daß die Spitze und auch die beiden anderen Seiten bzw. die dazwischen liegenden Kanten unbeschichtet bleiben oder mit einer vergleichsweise dünnen Schicht beschichtet sind. In all diesen Fällen kann man so erreichen, daß kein elektri scher Kontakt oder ein sehr hoher Übergangswider stand zwischen den zwei Beschichtungen besteht. Diese letztere Eigenschaft kann auch dadurch erreicht wer den, daß die beiden Beschichtungen sich zwar auf der Kante überlappen oder berühren, wobei die isolierende Wirkung dadurch erzeugt werden kann, daß die eine der Schichten, z. B. Aluminium passiviert wird, das heißt auf bekannte Art mit einer dünnen Oxidhaut versehen wird, bevor die zweite Schicht aufgetragen wird. Das Verfah ren der gerichteten Materialbedampfung haben auch Betzig et al für einen ähnlichen Zweck bei der Herstel lung einer Sonde für die optische Nahfeldmikroskopie verwendet, um nämlich den Konus einer Glasspitze so zu beschichten, daß die Spitze unbeschichtet bleibt. In diesem Fall bildet die unbeschichtete Glasspitze eine transparente Öffnung in der metallischen Hohlspitze, die aus der zusammenhängenden Metallbeschichtung des Glaskonus besteht. Der wesentliche Unterschied zu den hier beschriebenen Nahfeldsonden besteht darin, daß im Fall von Betzig et al die Beschichtung des Glas konus zusammenhängend und nicht in zwei voneinan der optisch und elektrisch getrennte Segmente aufge teilt ist.The side surfaces P _j (j = 1,..., N) can be coated with a thin film of a material M _j , which can be applied by thermal evaporation or by other methods. In particular, the coating of two adjacent side surfaces P _i and P _j can be carried out in two steps in such a way that the edge K _{i, j} remains uncoated or is coated with a small layer thickness compared to the coating of the side surfaces. The sides are coated one after the other with a material steam jet which is directed obliquely to an axis intersecting the edge (α <90 °, see FIG. 4). Choosing the vaporization directions analog obliquely to an axis intersecting the tip so that the tip remains uncoated or is slightly coated. This is also possible if the two coated sides are not adjacent sides. Is it the polyhedron tip z. B. around a four-sided pyramid tip (n = 4), can be coated against opposite, only touching in the tip, so that the tip and the other two sides or the intermediate edges remain uncoated or are coated with a comparatively thin layer. In all these cases, one can achieve that there is no electrical contact or a very high contact resistance between the two coatings. This latter property can also be achieved by the fact that the two coatings overlap or touch on the edge, the insulating effect can be produced by the fact that one of the layers, for. B. aluminum is passivated, that is provided in a known manner with a thin oxide skin before the second layer is applied. Betzig et al also used the method of directed material vapor deposition for a similar purpose in the manufacture of a probe for near-field optical microscopy, namely to coat the cone of a glass tip in such a way that the tip remains uncoated. In this case, the uncoated glass tip forms a transparent opening in the hollow metal tip, which consists of the coherent metal coating of the glass cone. The main difference to the near-field probes described here is that in the case of Betzig et al the coating of the glass is conical and not divided into two optically and electrically separate segments.

Description of preferred embodiments of the probe

In bevorzugten Ausführungsformen 1-3 der erfun denen Polyedersonde erfüllen die Seitenflächen P_j, die u. U. zu einer Spitze zulaufenden scharfen Kanten K_i,j, die Beschichtungen M_j und das Material M der Sonde Funktionen, die für ihre Eigenschaft als mikroskopi scher Sender oder Empfänger von Strahlung eine we sentliche Bedeutung haben. Diese Funktionen beziehen sich
In preferred embodiments 1-3 of the invented polyhedron probe meet the side surfaces P _j , which u. U. tapering sharp edges K _{i, j} , the coatings M _j and the material M of the probe functions that have a significant meaning for their property as a microscopic transmitter or receiver of radiation. These functions relate

a) the waveguide properties of the connection V 1 of the probe for the energy transfer between the tip S and the carrier T in the form of guided waves or surface waves between or along the coatings M j serving as interfaces or along the edges K i, j
b) on the conversion of the optical near-field signal into an electrical measurement signal by integrating the components S, V 1 , T, V 2 and D in such a way that the probe itself is used to convert the optical near-field signal into an electrical measurement signal;
c) on the excitation of the probe to emit radiation by integrating the components S, V 1 , T, V 2 and Q of the probe in such a way that the probe itself can be excited to emit radiation by applying an electrical voltage.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Sonde und deren Funktionsweise näher beschrie ben.The following are preferred embodiments the probe and how it works ben.

1) Die Polyederspitze sei eine Tetraederspitze (n = 3). Das Material M des Tetraeders sei ein verlustfreies Di elektrikum, wie z. B. Glas oder Quarz, die Beschichtung M₁ und M₂ der zwei benachbarten "Dach"flächen P₁ und P₂ bestehen aus einer dünnen Schicht eines im verwen deten optischen Frequenzbereich möglichst gut elek trisch leitenden Metalles wie z. B. Aluminium, wobei die Kante K_1,2 selbst unbeschichtet sei.1) The polyhedron tip is a tetrahedron tip (n = 3). The material M of the tetrahedron is a loss-free dielectric, such as. As glass or quartz, the coating M ₁ and M _{2 of} the two adjacent "roof" surfaces P ₁ and P ₂ consist of a thin layer of an as good as possible electrically conductive metal in the optical frequency range used. B. aluminum, the edge K _1,2 itself being uncoated.

Die Beschichtungen M₁ und M₂ und die unbeschichte te Polyederkante K_1,2 zwischen den beschichteten Sei tenflächen dienen der Funktion als Wellenleiterstruktu ren mit deren Hilfe elektromagnetische Energie effi zient entlang der Kante zur Spitze fortgeleitet werden kann. Es besteht eine Analogie der unbeschichteten Kante zum bekannten Doppeldrahtwellenleiter, der die Fortleitung elektromagnetischer Energie entlang eines gegenüber der Wellenlänge kleinen Querschnittes er laubt. Es ist allerdings einschränkend zu bemerken, daß die hier beschriebenen Eigenschaften des Modells dar auf beruhen, daß es sich bei der Metallbeschichtung um eine ideal leitende Schicht handelt. Dies ist insbesondere im uns interessierenden Frequenzbereich für Metallbe schichtungen nicht gegeben. Anhand der Meßdaten für Aluminium können wir abschätzen, daß die Reichweite der Wellenfortpflanzung entlang einer Kante bei Di mensionen im Bereich weniger Nanometer nur sehr kurz ist, in der Größenordnung eines Mikrometers. Auch diese kurze Reichweite ist jedoch für unsere Be lange von erheblicher Bedeutung, wenn wir sie mit der Reichweite einer geführten Welle in einem Hohlleiter vergleichbarer Dimension vergleichen. So ist die Reich weite in einem Hohlleiter eines Durchmessers von nur 20 nm weniger als 10 nm. Deshalb ist die Übertragung elektromagnetischer Energie in die Spitze einer zweisei tig mit Metall beschichteten Tetraederspitze sehr viel effizienter als in eine metallische Hohlspitze, die z. B. von Betzig et al (1) oder von Pohl et al (2) oder von Tortonese et al (4) als Sonde für die Nahfeldmikrosko pie verwendet werden.The coatings M ₁ and M ₂ and the uncoated te polyhedron edge K _1,2 between the coated side surfaces serve the function as waveguide structures with the aid of which electromagnetic energy can be efficiently passed along the edge to the tip. There is an analogy of the uncoated edge to the known double-wire waveguide, which allows the transmission of electromagnetic energy along a small cross-section compared to the wavelength. However, it should be noted that the properties of the model described here are based on the fact that the metal coating is an ideally conductive layer. This is especially not the case in the frequency range of interest for metal coatings. On the basis of the measurement data for aluminum, we can estimate that the range of wave propagation along an edge is only very short, in the order of a micron, for dimensions in the range of a few nanometers. However, this short range is also of considerable importance for our users if we compare it with the range of a guided wave in a waveguide of comparable dimensions. The range in a waveguide with a diameter of only 20 nm is less than 10 nm. Therefore, the transmission of electromagnetic energy into the tip of a double-sided metal-coated tetrahedron tip is much more efficient than into a metallic hollow tip, which, for. B. from Betzig et al ( 1 ) or from Pohl et al ( 2 ) or from Tortonese et al ( 4 ) can be used as a probe for near-field microscopy.

2) Die Nahfeldsonde bestehe aus photoleitendem Ma terial. Mindestens zwei Seitenflächen P₁ und P₂ seien mit elektrisch leitenden Materialien M₁ und M₂ be schichtet und zwar so, daß
2) The near-field probe consists of photoconductive material. At least two side surfaces P ₁ and P ₂ are coated with electrically conductive materials M ₁ and M ₂ and be such that

a) in the case of adjacent side surfaces chen the common edge and
b) the tip may be uncoated or the coating there should be so thin that it leads to a lower absorption for the wavelength range used and with the result that no direct electrical contact or a high electrical contact resistance between the Coatings exist. If a semiconductor is chosen as the material M and a metal is chosen as the coating material M j , the structure of a metal semiconductor metal detector is produced, which can work according to different functional principles. If an electrical voltage is applied between M 1 and M 2 , the electrical field is strongest in the area of the edge and possibly the tip. If radiation is radiated onto the probe material, electron-hole pairs are generated in the material, which increase the conductivity. The high electric field strength and the small electrode spacing lead under certain material-specific preconditions to a high amplification of the primary photocurrent ( 9 ) in the immediate vicinity of the edge and possibly the tip. If a material combination (semiconductor material M of the body K and metal of the coatings M i ) is selected in which a Schottky contact arises, a detector in the manner of Schott ky photodiodes can be constructed. In addition, detectors in the manner of pn photodiodes can be constructed if appropriate dopings (for example by diffusing components of the coating material) are introduced into the probe material. If the voltage in the reverse direction of the diode is sufficiently large, a wain multiplication can be used and thus an amplification of the optically generated current. The polyhedron tip with the coatings M 1 and M 2 also fulfills the function of an antenna for the case of two adjacent coatings with an uncoated or very thinly coated edge, which can cause a further increase in the effective radiation intensity in the immediate vicinity of the tip.

3) Man verwende elektrooptisch aktives Material M für den Körper der Nahfeldsonde, bei dem durch Strom fluß eine Lumineszenz angeregt werden kann. Wieder um seien zwei Seitenflächen P₁ und P₂ mit leitendem Material M₁ und M₂ beschichtet und zwar so, daß
3) Use electro-optically active material M for the body of the near-field probe, in which a luminescence can be excited by current flow. Again, two side surfaces P ₁ and P ₂ are coated with conductive material M ₁ and M ₂ in such a way that

a) in the case of adjacent side surfaces Chen the common edge is uncoated or only thin with one opposite the side surfaces Layer is coated and
b) if necessary, the tip is uncoated or only slightly coated, with the result that there is no electrical contact or a high electrical transition resistance between the coatings M 1 and M 2 . By applying an electrical voltage between M 1 and M 2 , a current flow between M 1 and M 2 is generated, which is localized strongly on the edge K 1,2 and possibly on the tip due to the high fields. With the different types of diodes mentioned under 2), emission of radiation can occur. This happens primarily at the locations of the highest field strength (or the highest current density), such as at the edge or possibly at the tip. The waveguide properties of the edge can lead to the fact that the emitted radiation is conducted along the edge in the form of surface waves to the tip and in particular is emitted there.

Die in 2 und 3 beschriebenen Funktionen der Nahfeld sonde können auch durch eine Variation des beschrie benen Aufbaus der Sonde dahingehend erzeugt werden, daß das Material an der Oberfläche des Sondenkörpers K sich von dem Material M im Inneren unterscheidet. z. B. dadurch, daß sich auf der Oberfläche eine dünne Kontaminations- oder Oxidschicht befindet oder da durch, daß die Oberfläche auf andere Art mit einer dün nen Schicht versehen ist. Die oben beschriebenen Funk tionen der Nahfeldsonde können durch eine solche Schicht entweder nur wenig beeinträchtigt oder aber unterstützt werden. Ferner ist es möglich, daß der Kör per K der Sonde aus einem für die Funktion inaktivem Material M besteht und daß die Funktion durch eine dünne Schicht auf der Oberfläche der Seitenflächen er zeugt wird. Die dünne Schicht kann z. B. durch Be schichtungsmethoden, durch Kontaminationseffekte oder durch Eindiffusion von Material der Beschichtun gen M_j erzeugt werden. Ferner ist es denkbar, daß die in 2 und 3 beschriebenen Funktionen auch durch besonde re elektrooptische Eigenschaften der Beschichtungsma terialien M₁ und M₂ erzeugt werden, während der Kör per K nur als passiver Träger dient und die unbeschich tete Kante oder ggf. Spitze, die die Beschichtungen M_j trennt, die Funktion einer dünnen elektrisch isolieren den Schicht erfüllt.The functions of the near-field probe described in FIGS. 2 and 3 can also be produced by varying the described structure of the probe such that the material on the surface of the probe body K differs from the material M on the inside. e.g. B. by the fact that there is a thin contamination or oxide layer on the surface or by the fact that the surface is provided in a different way with a thin layer. The functions of the near-field probe described above can either be only slightly impaired or supported by such a layer. It is also possible that the body by K of the probe consists of a material M which is inactive for the function and that the function is generated by a thin layer on the surface of the side surfaces. The thin layer can e.g. B. by Be coating methods, by contamination effects or by diffusion of material of the coating gene M _j . Furthermore, it is conceivable that the functions described in FIGS. 2 and 3 are also generated by special electro-optical properties of the coating materials M ₁ and M ₂ , while the body per K serves only as a passive carrier and the uncoated edge or possibly tip, which separates the coatings M _j , fulfills the function of a thin electrically insulating layer.

Arrangements for near-field optical microscopy

Die Polyederspitzen können auf vielfältige Weise als Nahfeldsonden für die optische Nahfeldmikroskopie eingesetzt werden. Verschiedene Möglichkeiten solcher Anordnungen von Sonden für die optische Nahfeldmi kroskopie wurden bereits früher demonstriert (1-5).The polyhedron tips can be used in a variety of ways Near field probes for optical near field microscopy be used. Different possibilities of such Arrangements of probes for near-field optical mi Microscopy has been demonstrated earlier (1-5).

1. A polyhedron tip has the function of a microscopic transmitter in arrangement I. The excitation of the probe for radiation is carried out by irradiation with light via the components, V 2 , T and V 1 and radiation emitted by the tip is used as a signal for Near field microscopy is used (applies to embodiment 1).
2. The tip of the probe has the function of a microscopic receiver for radiation in the arrangement II for optical near-field microscopy. The probe is excited by radiation emitted by the object. The energy transmitted from the tip via the components V 1 , T, and V 2 to the detector D serves as an optical near-field signal (applies to embodiment 1).
3. The tip of the probe serves as a microscopic receiver of electromagnetic radiation emitted by the object is received by the tip. The conversion of the optical near-field signal into an electrical signal takes place directly in the near-field probe by applying a voltage between the electrodes M 1 and M 2 (applies to embodiment 2).
4. The tip of the probe serves as a microscopic transmitter. The excitation of the probe for radiation is done electrically by applying an electrical voltage between the electrodes M 1 and M 2 (applies to embodiment 3).

Statt einer Polyederspitze kann auch eine keilförmige Nahfeldsonde mit einer Kante als emittierender oder detektierender linearer Spalt in den Anordnungen 1-4 für die Nahfeldmikroskopie eingesetzt werden, wenn es darum geht lineare Strukturen wie z. B. Streifenmuster oder z. B. bänderartige Strukturen zu vermessen.Instead of a polyhedron tip, a wedge-shaped one can also be used Near field probe with an edge as emitting or detecting linear gap in arrays 1-4 can be used for near field microscopy if it that's why linear structures such as B. stripe pattern or z. B. to measure ribbon-like structures.

Ähnliche Anordnungen dienen der Anwendung der Nahfeldsonden zur Vermessung der räumlichen Intensi tätsverteilung in Strahlungsfeldern. Das Objekt ist in diesem Fall das Strahlungsfeld eines optischen Systems, was in größerem Abstand, nicht notwendigerweise im Bereich der Nahfeldwechselwirkung mit der Sonde an geordnet ist. Als Sonden kommen wiederum nicht nur Nahfeldsonden mit einer Spitze als Punktdetektor, son dern auch Sonden mit einer Kante als Spaltdetektor in Frage. Als mögliche Anwendung solcher Anordnungen ergeben sich z. B. die Vermessung von Strahlungsfel dern in der Bildebene eines Mikroskopes oder zur Qua litätskontrolle von Mikroskopobjektiven oder von Pro jektionsobjektiven für die Mikrolithographie. Eine wei tere Anwendung kann in der elektronischen Aufzeich nung der räumlichen Intensitätsverteilung wie z. B. von Hologrammen bestehen vorzugsweise mit einer Matrix vieler Nahfeldsonden der Ausführungsform 2 in der An ordnung 3.Similar arrangements are used to apply the Near field probes for measuring the spatial intensi distribution in radiation fields. The object is in in this case the radiation field of an optical system, which is at a greater distance, not necessarily in Area of near-field interaction with the probe is ordered. In turn, probes don't just come Near field probes with a tip as point detector, son also probes with an edge as a gap detector in Question. As a possible application of such arrangements arise z. B. the measurement of radiation fields in the image plane of a microscope or to the qua quality control of microscope objectives or of pro projection lenses for microlithography. A white More application can be found in the electronic record tion of the spatial intensity distribution such. B. from Holograms preferably consist of a matrix many near-field probes of embodiment 2 in the An regulation 3.

Ferner können Nahfeldsonden der Ausführungsform 1 und 3 zur Untersuchung der Punkt- bzw. Linienüber tragungsfunktion optischer Systeme eingesetzt werden, indem in einer Eintrittsebene des Systems die emittie rende Nahfeldsonde als punkt- oder linienförmige Quel le angeordnet wird und die Intensität an einer gegebe nen Austrittsfläche als Funktion der Anordnung der Nahfeldsonde vermessen wird.Furthermore, near-field probes of the embodiment 1 and 3 to examine the point or line crossing support function of optical systems are used, by emitting in an entry level of the system Near-field probe as a point or line-shaped source le is arranged and the intensity at a given NEN exit surface as a function of the arrangement of the Near field probe is measured.

Die mechanische Verschiebeeinrichtung der Sonde relativ zum Objekt ist jeweils den unterschiedlichen An forderungen der Anordnungen anzupassen.The mechanical displacement device of the probe the different An is relative to the object to adapt the requirements of the instructions.

Description of the figures

Fig. 1: Schematische Darstellung einer Polyederspit ze am Beispiel der Tetraederspitze (n = 3)
Fig. 1: Schematic representation of a Polyederspit ze the example of the tetrahedron apex (n = 3)

a) Scheme of the tetrahedron probe with tip S, side surfaces P 1 , P 2 , and P 3 , the edges K 1,2 , K 2,3 and K 3,1 and the base P 0 , the execution of which is not specified. You can e.g. B. consist of a flat surface, but it can also be just an imaginary base, beyond which the polyhedron tip is continued to a body of any dimensions.
b) The edge K i, j between two adjacent side surfaces P i and P j has a radius of curvature r which is less than approximately 200 nm.
c) The side surfaces P j can be completely or partially covered with a thin layer of material M j . The edge K 1,2 and the tip are uncoated or only slightly coated.
d) Scheme of the wedge probe that acts as a wedge-shaped cut from a tetrahedral tip can.
e) The wedge-shaped cutout A consists of the side surfaces P 1 and P 2 and the edge K 1,2 . The base area P G0 and the two side surfaces P G1 and P G2 are not specified in more detail. You can e.g. B. consist of flat surfaces, but it can also be just an imaginary surface, beyond which the wedge probe is continued to a body of any dimensions.

Fig. 2: Schematische Anordnungen für die optische Nahfeldrastermikroskopie
Fig. 2: Schematic arrangements for optical near-field scanning microscopy

Arrangement I: The probe consists of a tip S with microscopic dimensions, which serves as a receiving antenna. At the exit surface, a transmission member V 1 and a carrier T is connected with dimensions that are greater than the wavelength. The transmission element V 1 is used for energy transmission between S and T. Via the transmission element V 2 , the carrier is connected to the detector. The detector is used to convert the optical near-field signal transmitted by V 2 into an electrical signal. The tip S is attached in the immediate vicinity of the object O. A displacement module N is used to move the probe relative to the object. The object is irradiated in a suitable manner with the aid of a radiation source Q and a transmission element V 3 .
Arrangement II: The arrangement II differs from arrangement I in that the tip serves as a microscopic transmitter of radiation and that the position of the detector and radiation source are exchanged. The radiation source serves to excite the emission of the probe by irradiation with light via the transmission elements V 2 and V 1 . The detector is used to convert the near-field optical signal emitted by the tip.

Fig. 3: Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der Tetraederspitze eines Ultramikrotommessers. Fig. 3: Scanning electron micrograph of the tetrahedron tip of an ultramicrotometer.

Fig. 4: Die Beschichtung zweier benachbarter Seiten flächen P_i und P_j kann so erfolgen, daß die Kante K_i,j selbst nicht oder nur geringfügig beschichtet wird. Dies geschieht dadurch, daß zunächst die Schicht M_i mit ei nem Materialdampfstrahl des Materials M_i erfolgt, der unter einem Winkel α < 90° schräg zu einer die Kante schneidenden Achse gerichtet ist. Bereiche der Kante, die im Schatten der Bedampfungsrichtung liegen, wer den nicht oder nur geringfügig beschichtet. Anschlie ßend wird auf die gleiche Weise die Seite P_j mit Material M_j beschichtet. Fig. 4: The coating of two adjacent side surfaces P _i and P _j can be done so that the edge K _{i, j} itself is not or only slightly coated. This is done in that the layer M _{i is} initially carried out with a material vapor jet of the material M _i , which is directed at an angle α <90 ° obliquely to an axis intersecting the edge. Areas of the edge that lie in the shadow of the direction of vaporization, who is not or only slightly coated. Subsequently ßend the page P _j is coated with material M _j in the same manner.

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Claims

1. probe for optical near-field microscopy,

1. which is pyramid-shaped,
2. is provided in some areas with a surface coating which absorbs the electromagnetic radiation used,
3. and has at the probe tip a transmission opening for the emission of the electromagnetic radiation into the outside of the probe or its penetration into the probe body,
4. the dimension of this transmission opening being significantly smaller than the wavelength of the electromagnetic radiation used,
characterized by
5. that the surface coating detects at least two adjacent side surfaces of the pyramid-shaped probe
6. and the edge region of the probe lying between these two side surfaces is not detected or has a coating thickness in this edge region which is substantially less than the coating thickness of the side surfaces,
7. and that the width of this edge region is significantly smaller than the wavelength of the electromagnetic radiation used,
8. whereby there is negligible absorption of the electromagnetic radiation used in the edge area and the edge area can transmit the electromagnetic radiation in the edge direction.

2. Probe according to claim 1, characterized in that the uncoated edge area as linear Transmission opening serves.

3. Probe according to one of claims 1 or 2, characterized characterized in that the uncoated edge area in its width is narrower than 200 nm.

4. Probe according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the transmission opening a Has a radius of curvature less than 200 nm.

5. Probe according to one of claims 1 to 4, characterized characterized that the probe as a three-sided pyramid is formed with two coated side surfaces.

6. Probe according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the probe is a four-sided pyramid with four coated side surfaces and two opposite, uncoated edge areas is trained.

7. Probe according to one of claims 1 to 6, characterized in that it consists of photoconductive material (M) with two adjacent coated side surfaces (P ₁ , P ₂ ) which are each coated with metals (M ₁ , M ₂ ) and one uncoated edge area between these adjacent side surfaces.

8. Probe according to one of claims 1 to 7, characterized characterized in that they are made of luminescent material exists with two neighboring ones with electrically conductive Material, preferably metal, coated Side surfaces and an uncoated edge area between these adjacent side surfaces.

9. Probe according to the preamble of claim 1, characterized in that the probe is designed as a four-sided pyramid, the surface coating only two opposite, not in a common edge touching side surfaces (P ₁ , P ₃ ) of the probe, the Transmission opening at the tip of the probe and the two other side surfaces (P ₂ , P ₄ ) are not covered by the surface coating or have a coating thickness which is substantially less than the coating thickness of the coated side surfaces (P ₁ , P ₃ ).

10. Probe according to one of claims 1 to 9, characterized characterized in that the body (K) of the probe from a optically transparent material, especially glass, quartz, Sapphire or diamond.

11. Probe according to one of claims 1 to 9, characterized characterized in that the body (K) of the probe from a electro-optically active material, especially one Semiconductor material with photoconductivity properties or luminescent properties, in particular made of GaAs or Si exists.

12. Probe according to one of claims 1 to 11, characterized characterized in that the surface coating Metal, especially aluminum.

13. Probe according to one of claims 1 to 12, characterized characterized in that the material inside the body (K) is not homogeneous, especially doping layers having.

14. Probe according to one of claims 1 to 13, characterized characterized in that the body (K) on the surface in its composition is modified by the Formation of a contamination layer by a thin one Oxide layer, through a doping layer or through Apply a thin layer of another material.

15. A method for producing the probe body according to a of claims 1 to 14, characterized in that the pyramidal probe body made of amorphous or crystalline material produced by multiple refraction becomes.

16. The method according to claim 15, characterized in that the surface coating by oblique evaporation in two successive coating processes is applied.