Forscher "basteln" mit ultradünnen Salzkristallen

16. Mai 2010, 12:11
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Nur wenige Atome dicke Schichten können mit Hilfe des Rastertunnelmikroskops geschnitten, gebogen oder gebrochen werden

Wien - Wissenschafter um den Experimentalphysiker Leonhard Grill von der Freien Universität Berlin haben eine Methode entwickelt, mit der sie mit nur wenigen Atomen dicken Flächen gleichsam basteln können. Grill schaffte es gemeinsam mit französischen Kollegen, extrem dünne Salz-Schichten zu schnitten, zu biegen oder zu brechen.

Die Möglichkeiten, die in der renommierten Physikzeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht wurden, sind sowohl für technische Anwendungen als auch für die Grundlagenforschung von Interesse, erklärte Grill.

Rastertunnelmikroskop als Werkzeug

Die Herstellung derart dünner Kristallschichten, sogenannter Nano-Kristallite, ist bekannte Technologie. Grill, der ursprünglich aus Graz stammt, erzeugte auf einer Unterlage Salzkristalle, die nur zwei Atomschichten dick und im Minimum vier Atome breit waren. Manipuliert wurden die Kristallite dann mit Hilfe eines Rastertunnelmikroskops, das ansonsten eigentlich vor allem zum Betrachten kleinster Details eingesetzt wird. Herzstück dieses Instruments ist eine extrem feine Wolframnadel, mit der normalerweise Strukturen abgescannt und so sichtbar gemacht werden.

Durch Veränderung der Parameter des Mikroskops, etwa der Spannung, ist es nun gelungen, die Kristallite auch zu manipulieren. Die Forscher konnten die Schichten biegen, scheiden oder brechen. "Es ist auch gelungen, Stücke herauszuschneiden und woanders zu platzieren", berichtete Grill.

Test für das "Hookesche Gesetz"

Die neue Technik ist einerseits für die Grundlagenwissenschaft interessant. Gleichsam als Nebenerscheinung der Arbeiten konnten die Wissenschafter das über 300 Jahre alte "Hookesche Gesetz" testen, das die elastischen Eigenschaften von Materialien beschreibt. Das Ergebnis: Das Gesetz gilt auch auf atomarer Ebene.

Aber auch für die Herstellung von miniaturisierter Elektronik - etwa das Einsetzen von extrem feinen Isolatoren zwischen Leitungen - könnte die Methode eingesetzt werden, ist der Forscher überzeugt. (red/APA)

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