Für eine Vielzahl von Experimenten mit Partikeln ist es oftmals wünschenswert, diese gezielt manipulieren, ins- besondere gezielt bewegen zu können. Mechanische Verfahren scheitern zum einen wegen der lediglich geringen Größe der Partikel und zum anderen auch deshalb, weil die Verweil- dauer der Partikel in einem Beobachtungsvolumen nur gering ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bewegen von Partikeln zu schaf- fen, die es erlauben, die Partikel gezielt bewegen zu kön- nen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung ein Ver- fahren zum Bewegen eines Partikels, insbesondere unter reduzierter Schwerkraft und/oder in einer Umgebung mit lediglich geringem Gasdruck vorgeschlagen, bei dem -auf der Oberfläche des Partikels Adsorbat-Atome und/oder-Moleküle entstehen und -durch gezielte Einbringung von Energie innerhalb eines begrenzten Bereichs der Oberfläche des Parti- kels sich dort befindende Adsorbat-Atome und/oder -Moleküle desorbieren, wobei durch die Desorption ein auf das Partikel wirkender Gesamtimpuls zur Bewegung des Partikels entsteht.

Ein derartiges Verfahren läßt sich insbesondere unter Zur- hilfenahme einer Vorrichtung realisieren, die erfindungs- gemäß versehen ist mit -einer Kammer zur Aufnahme des Partikels, wobei in die Kammer ein Gas einleitbar ist, das unter Entstehung von Adsorbat-Atomen und/oder-Molekülen auf der Ober- fläche des Partikels adsorbiert, und -einer Energie-Erzeugungsvorrichtung zur Erzeugung eines auf einen lokal begrenzten Bereich der Ober- fläche des Partikels richtbaren Teilchenstrahls, des- sen Teilchen eine zur Desorption mindestens einiger der sich in diesem Bereich der Partikeloberfläche befindenden Adsorbat-Atome und/oder-Moleküle aus- reichende Energie aufweisen, wobei ein auf das Parti- kel wirkender Gesamtimpuls zur Bewegung des Partikels entsteht.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die Hand- habung von Partikeln durch Impulsübertragung nach dem Rückstoßprinzip durchzuführen. Erfindungsgemäß erfolgt die Impulsübertragung auf das Partikel durch induzierte De- sorption von an der Partikeloberfläche adsorbierten Atomen oder Molekülen. Die Desorption dieses Adsorbats wird er- findungsgemäß durch gezieltes Einbringen von Energie auf die Partikeloberfläche ausgelöst. Damit die Desorption des Adsorbats zu einer Bewegung des Partikels führt, muß der auf das Partikel wirkende Gesamtimpuls zu einer Bewegung des Partikels in der gewünschten Richtung führen. Dies läßt sich erfindungsgemäß dadurch erreichen, daß die De- sorption des Adsorbats nur in einem Teilbereich der Parti- keloberfläche ausgelöst wird. Dieser Teilbereich der Ober- fläche ist der gewünschten Bewegungsrichtung des Partikels abgewandt. Durch entsprechende Ausrichtung der auf die Oberfläche des Partikels auftreffenden Energie kann somit dem Partikel eine Bewegung in einer gewünschten Richtung

verliehen werden. Auf diese Weise lassen sich einzelne Partikel gezielt ansprechen.

Durch die induzierte Desorption verursachte Verluste an Adsorbat-Atomen bzw.-Molekülen können durch Adsorption aus einer das Partikel umgebenden Gasphase ausgeglichen werden. Induzierte Desorption und somit Impulsübertragun- gen können somit mehrfach hintereinander ausgeführt werden (isotrope Adsorption und anisotrope Desorption).

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist vorge- sehen, die (Desorptions-) Energie zur Induzierung der De- sorption von Adsorbat-Atomen und/oder-Molekülen durch Auftreffen von Teilchen auf die Oberfläche des Partikels einzubringen. Die Teilchen weisen eine für die Desorption des Adsorbats ausreichende Energie auf. Insbesondere wird die Energie durch einen Photonen-, Elektronen-oder Laser- strahl aufgebracht.

Die Desorptionseigenschaften und damit die Impulsübertra- gung auf das Partikel sind abhängig von den Eigenschaften des Adsorbat-Partikel-Systems und der die induzierte De- sorption auslösenden Energie. Dies kann ausgenutzt werden, um unterschiedliche Partikel zu sortieren und zu selektie- ren. Durch geeignete Wahl der Adsorbate und/oder der die Desorption auslösenden Energien können also Partikel nach ihrer Masse, ihrer Größe und/oder ihrer Oberflächeneigen- schaften unterschiedlich bewegt und somit prinzipiell auch selektiert werden.

Mit der Erfindung lassen sich also Partikel beispielsweise gezielt positionieren, um sie z. B. zusammenzulagern. Fer- ner können Partikel gezielt aus einem vorgegebenen Bereich entfernt werden. Schließlich lassen sich unterschiedliche Partikel aussortieren und selektieren. Die Erfindung ist vorzugsweise geeignet zur Handhabung von Partikeln unter

reduzierter Schwerkraft und/oder in einer Umgebung mit lediglich geringem Gasdruck (beispielsweise 10-6 mbar).

All die vorgenannten Verwendungsmöglichkeiten der Erfin- dung basieren darauf, daß Adsorbat von der Oberfläche eines Partikels gezielt abgelöst wird, und zwar durch eine durch Einbringung von Energie induzierte Desorption. Die Desorption von Adsorbat von einer Oberfläche durch Ein- bringen von Energie auf die Oberfläche ist an sich be- kannt. Bei der Erfindung jedoch wird die Desorption ge- zielt in einem lokal begrenzten Bereich der Oberfläche ausgelöst, so daß es zu einem Gesamt-bzw. Nettoimpuls kommt, der ungleich 0 ist und dem Partikel eine Beschleu- nigung und Bewegung in einer gewünschten Richtung ver- leiht.

Sofern im Rahmen dieser Erfindung davon die Rede ist, daß die Partikel durch Impulsübertragung gezielt bewegt wer- den, so ist damit der Gesamtimpuls gemeint, der sich aus den beim Desorbieren des Adsorbats entstehenden Einzel- impulsen zusammensetzt. Selbstverständlich wird den Parti- keln beim Auftreffen der energiegeladenen Teilchen zur Einbringung von Energie ebenfalls ein Impuls verliehen.

Die Größe dieses Impulses soll aber im Vergleich zu dem sich aus dem Ablösen des Adsorbats ergebenden Gesamtimpuls verschwindend sein, so daß erfindungsgemäß die Bewegung der Partikel nahezu ausschließlich durch die gezielte, örtlich begrenzte, induzierte Desorption erfolgt.

Nachfolgend werden anhand der Figuren die Grundlagen der Erfindung nochmals verdeutlicht und als ein Beispiel für eine Anwendung der Erfindung eine Sortiervorrichtung er- läutert. Im einzelnen zeigen : Fig. 1 eine zeichnerische Darstellung des der Erfindung zugrundeliegenden Prinzips der Impulsübertragung

auf ein Partikel durch gezielte induzierte Desorp- tion von Adsorbat auf der Oberfläche des Partikels und Fig. 2 schematisch eine Sortiervorrichtung zum Sortieren eines Stroms von Partikeln zweier unterschied- licher Arten.

Fig. 1 zeigt ein Partikel 10, das sich in einer Gasatmos- phäre geringen Drucks innerhalb einer Kammer 11 befindet.

Die Gasmoleküle 12 adsorbieren auf der Oberfläche 14 des Partikels 10 und bilden dort Adsorbat-Atome bzw.-Moleküle 16 (nachfolgend Adsorbat genannt). Mittels eines Photonen- oder Teilchen-Strahls 17 wird Energie in einen lokal be- grenzten Bereich 18 der Partikeloberfläche 14 eingebracht.

Aufgrund des Energieeintrags löst sich das Adsorbat 16 in diesem Partikeloberflächenbereich 18 ab ; die desorbierten Adsorbat-Atome bzw.-Moleküle sind in Fig. 1 mit 20 be- zeichnet. Durch das Ablösen des Adsorbats 16 aus dem Be- reich 18 der Partikeloberfläche 14 kommt es in Folge des Rückstosses zu einer Vielzahl von auf das Partikel 10 wir- kenden Impulsen, die zu einem Gesamtimpuls führen. Auf- grund dieses Gesamtimpuls bewegt sich das Partikel 10 in Richtung des Pfeils 22. Damit es also zu einer Bewegung des Partikels in Richtung des Pfeils 22 kommt, wird in demjenigen Bereich 18 der Partikeloberfläche 14, der der Bewegungsrichtung 22 abgewandt ist, gezielt Energie (und zwar durch den von der Energieerzeugungsvorrichtung 24 ausgesandten Photonen-oder Teilchen-Strahls 17) einge- bracht, die zu einer induzierten Desorption des Ober- flächenadsorbats 16 führt.

Das anhand von Fig. 1 erläuterte Prinzip kann beispiels- weise eingesetzt werden, um einen aus zwei unterschied- lichen Arten von Partikeln bestehenden Partikelstrom in zwei Teilströme jeweils gleichartiger Partikel zu unter-

teilen. Die hierfür verwendete und in Fig. 2 schematisch gezeigte Sortiervorrichtung 30 weist ein Gehäuse 32 auf, in dem sich eine Kammer 34 befindet. In die Kammer 34 führt ein Einlaßkanal 35 hinein. Ferner gehen von der Kam- mer 34 zwei Auslaßkanäle 36,38 ab. Der zu sortierende Par- tikelstrom 40 gelangt über den Einlaßkanal 35 in die Kam- mer 34 hinein. Der Partikelstrom 40 weist zwei unter- schiedliche Arten 42,44 von Partikeln auf. Sämtliche Par- tikel 42,44 durchlaufen einen Photonen-oder Teilchen- strahl 46, dessen Teilchen auf die der Photonen-oder Teilchenstrahl-Erzeugungsvorrichtung 48 zugewandten Be- reiche der Partikeloberflächen auftreffen. Der Strahl 46 trifft in einem Winkel ungleich Null Grad (im gezeigten Fall etwa 90°) zur Strömungsrichtung des Partikelstroms 40 auf die Partikel 42,44 auf.

Die Unterteilung des Partikelstroms 40 in die beiden Teil- ströme 50,52, die ausschließlich Partikel 42 bzw. 44 auf- weisen, erfolgt beispielsweise dadurch, daß die Energie der Teilchen des Strahls 46 ausreichend ist, um Adsorbat, welches sich auf der Oberfläche der Partikel 42 befindet, gezielt zu desorbieren. Demgegenüber ist die Energie der Teilchen des Strahls 46 zu gering, um das Oberflächenad- sorbat der Partikel 44 abzulösen. Als Folge davon wiederum erfahren lediglich die Partikel 42 eine Ablenkung, da lediglich bei diesen Partikeln 42 Adsorbat desorbiert und es damit zu die Partikel 42 auslenkenden Impulsen kommt.

Die Partikel 42 strömen über den ersten Auslaßkanal 36 ab, während die Partikel 44 über den zweiten Auslaßkanal 38 abströmen. Damit ist es zu einer Aufteilung des Partikel- stroms 40 in die beiden Teilströme 50,52 gekommen.