Neuer Durchbruch in der Nanotechnologie: IBM Forscher messen den Ladungszustand von einzelnen Atomen mit dem Rasterkraftmikroskop

Stuttgart (ots) - In Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der
Universitäten Regensburg und Utrecht haben IBM Forscher (NYSE: IBM)
einen Durchbruch auf dem Gebiet der Nanotechnologie erzielt: Sie
konnten zum ersten Mal den Ladungszustand von einzelnen Atomen direkt
mittels Rasterkraftmikroskopie (RKM) messen. Die Präzision, mit der
sie dabei zwischen ungeladenen bzw. positiv oder negativ geladenen
Atomen unterscheiden konnten, betrug eine einzelne Elektronenladung
bei einer nanometergenauen räumlichen Auflösung. Dies eröffnet neue
Möglichkeiten für die Erforschung von Nanostrukturen und Bausteinen
auf atomarer und molekularer Skala in Anwendungsbereichen wie etwa
der molekularen Elektronik, der Katalyse oder der Photovoltaik.

Die Arbeit von Leo Gross, Fabian Mohn und Gerhard Meyer vom IBM
Forschungslabor Zürich und Kollegen der Universitäten Regensburg und
Utrecht ist in der aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift
Science erschienen. Sie berichten darin, wie sie einzelne,
unterschiedlich geladene Gold- und Silberatome abbilden und deren
Ladungszustand aufgrund kleinster Unterschiede in der Kraft zwischen
der Spitze eines Rasterkraftmikroskops und diesen Atomen exakt
bestimmen konnten.

Dieser Durchbruch ist ein weiterer, wichtiger Fortschritt in der
Nanoforschung. Im Gegensatz zum RTM, das auf elektrisch leitfähige
Proben angewiesen ist, kann das RKM auch für nichtleitende Proben
verwendet werden. In der molekularen Elektronik, in der die
Verwendung von Molekülen als Bausteine in zukünftigen Schaltkreisen
und Prozessoren erforscht wird, werden nichtleitende Trägersubstanzen
benötigt.

Die jüngsten Ergebnisse schliessen sich einer Reihe grundlegender
wissenschaftlicher Durchbrüche an, die IBM Forschern in den letzten
Jahren gelungen sind: 2008 gelang es Wissenschaftlern am IBM Almaden
Research Center in Kalifornien erstmals die Kraft zu messen, die
benötigt wird, um ein Atom auf einer Oberfläche zu verschieben. Dies
bahnte den Weg für die aktuellen Experimente. 2007 demonstrierte das
Team um Gerhard Meyer am IBM Forschungslabor Zürich ein Molekül, das
kontrolliert zwischen zwei Zuständen geschaltet werden konnte, ohne
Veränderung seiner äusseren Form.

IBM ist seit der Erfindung des Rastertunnelmikroskops im Jahr 1981
durch Gerd Binnig und Heinrich Rohrer am Zürcher Labor Pionier auf
dem Gebiet der Nanowissenschaft. Für diese bahnbrechende Erfindung,
dank derer einzelne Atome abgebildet und später auch manipuliert
werden konnten, erhielten Binnig und Rohrer 1986 den Nobelpreis für
Physik. Das RTM wird generell als das Instrument angesehen, das das
Tor zum Nanokosmos öffnete. Das Rasterkraftmikroskop, das eng mit dem
RTM verwandt ist, wurde 1986 erfunden.

Originaltext: IBM Deutschland GmbH
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