Ins tischförmige TBPP-Molekül geblickt

22. August 2001, 14:45
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Rastertunnel-Mikroskop verfolgt Bewegung innerhalb des Moleküls

Berlin - Französische und deutsche Forscher konnten mit einem Rastertunnelmikroskop die Bewegungen innerhalb eines Moleküls beobachten. Bisher ließ sich nur die Position ganzer Moleküle mit der Spitze des Mikroskops kontrollieren und anzeigen. Mit der neuen Entdeckung erweitert sich der Werkzeugkasten der Nano-Wissenschaftler, die nun hoffen, bald winzige Maschinen aus einzelnen Atomen Stück für Stück zusammensetzen zu können. Mit der feinen Spitze des hochauflösenden Mikroskops stießen die Forscher der Freien Universität Berlin ein großes Kupfer-haltiges Porphyrin-Molekül (TBPP) über eine extrem saubere Kupferoberfläche.

Das TBPP-Molekül ähnelt dabei einem runden Tisch mit vier Beinen. Bei der Verschiebung bewegten sich die Beine und das Molekül änderte in engen Grenzen seine Struktur. "Wenn man ein großes Molekül wie TBPP über eine kristalline Oberfläche bewegt, führt dies zu lokalen Deformationen", beschreibt Francesca Moresco, Hauptautorin der Studie, die in der Zeitschrift "Physical Review Letters" veröffentlich wurde.

Der genaue Winkel der sich bewegenden Molekülbeine konnte durch winzige Änderungen des Stromes bestimmt werden, der zwischen der Spitze des Mikroskops und dem Molekül TBPP fließt. Um diese so genannten Tunnelströme interpretieren zu können, berechneten die Forscher in Computersimulationen, welche Ströme sie für welche Bewegungen erwarten können und verglichen diese Werte mit den Ergebnissen aus ihrem Experiment. Bereits Anfang des Jahres gelang es der Berliner Gruppe, den Winkel eines Beines des TBPP-Moleküls gezielt zu ändern. Damit schufen sie die Grundlage für einen mechanischen Schalter auf der Nanoebene. "Die Arbeit zeigt, dass wir die Nanotechniken langsam beherrschen lernen", sagt Jim Gimzewski von der University of California in Los Angeles. (pte)

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