CFN News: CFN-Exponate in der DASA Dortmund

Die Ausstellung "Nano! Nutzen und Visionen einer Technologie" gehört zu den größten Präsentationen dieser Technologie in Europa und ist nun bis zum 9. Oktober 2011 bei der DASA in Dortmund zu Gast.

Grundlagen und Anwendungsgebiete der neuen Technologie werden vorgestellt sowie ihre Chancen und Herausforderungen aufgezeigt. Einige Exponate stammen von Wissenschaftlern des DFG-Centrums für Funktionelle Nanostrukturen (CFN) am KIT, darunter die Nanofräse und der Einzelatom-Transistor, die von Professor Dr. Thomas Schimmel und seinem Team zur Verfügung gestellt wurden.

In seinem Vortrag "Faszination Nanotechnolgie: Vom Lotus-Effekt bis zum Einzelatom-Transistor" zur Ausstellungseröffnung am 27. Februar 2011 nahm Professor Schimmel seine Zuhörer mit auf eine Orientierungsfahrt durch die Nanowelt. Er gab ihnen Einblick in aktuelle Entwicklungen der Nanotechnologie – von der Frage, wie man solche winzigen Strukturen überhaupt sichtbar machen und untersuchen kann bis hin zu neuartigen biomimetischen Oberflächen und zum kleinsten Transistor der Welt, dem Einzelatom-Transistor, der durch die kontrollierte Umlagerung eines einzigen Metallatoms einen elektrischen Stromkreis öffnet und schließt.     
Wer bei der Eröffnung nicht dabei sein konnte, findet in der DASA ein gut durchdachtes Ausstellungskonzept mit zahlreichen Exponaten und kann sich das Prinzip des Einzelatom-Transistors täglich von Professor Schimmel erläutern lassen - in Form eines Filmes.      
Das Gesamtkonzept der Ausstellung wurde ursprünglich vom TECHNOSEUM Landesmuseum für Technik und Arbeit in Mannheim erarbeitet, wo die Ausstellung im vergangenen Jahr rund 60tausend Besucher anlockte. Mit dem neuen Standort ist die Nano! nun für alle Anrainer des Ruhrpotts leicht zu erreichen.
 

Der Nanofräse liegt das Prinzip des Rasterkraftmikroskops zu Grunde. Die Abtastspitze des Rasterkraftmikroskops kann problemlos mit einer Kraft von 100nN auf eine Probenoberfläche aufgebracht werden. Diese Eigenschaft verbunden mit der extrem kleinen Kontaktoberfläche von 10nm² erreicht eine örtliche Probenbelastung von 100.000 bar, die ausreicht, um chemische Bindungen aufzubrechen. Dieses Prinzip hat sich das Team um Professor Thomas Schimmel für den Bau der Nanofräse zunutze gemacht. Vorprogrammierte Nanostrukturen können auf Proben geschrieben und abgebildet werden, und zwar mit einer "Dicke" von nur einem Atomdurchmesser.

Mit einem neuartigen Verfahren ist es den Karlsruhern gelungen, den weltweit ersten Transistor auf atomarer Skala zu entwickeln, den sogenannten Einzelatom-Transistor. Durch das gezielte Umlagern eines einzigen Silber-Atoms in einem winzigen metallischen Kontakt lässt sich ein elektrischer Stromkreis kontrolliert öffnen und schließen. Das Bauelement lässt sich reproduzierbar bei Raumtemperatur schalten und eröffnet faszinierende Perspektiven für die Gebiete der Quantenelektronik und der Logik-Schaltungen auf atomarer Skala. Die Nanostrukturen sind nicht einfach nur kleiner als geläufige Komponenten: Quantenphysikalische Phänomene spielen eine entscheidende Rolle und elektrische Kenngrößen sind durch die Gesetze der Quantenmechanik festgelegt.