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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Nano-Schrift - kleiner als Wellenlänge des Lichts |
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| | | Schreiben im 21. Jahrhundert: Mit einem sieben Nanometer feinen Ionenstrahl "gravieren" Forscher der TU Graz Schriftzeichen in Materialoberflächen, die kleiner sind als die Wellenlänge des sichtbaren Lichts. |
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Mit diesen winzigen Lettern können Edelsteine codiert werden - oder beispielsweise der Inhalt aller Bücher der Österreichischen Nationalbibliothek auf ein DIN A4-Blatt geschrieben werden.
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0,04 Millionstel Quadratmillimeter pro Buchstabe |
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Möglich wurde diese "Mikro-Gravur" durch die neue "Nanolab"- Anlage, die das Grazer Institut für Elektronenmikroskopie und Feinstrukturforschung (FELMI) eingerichtet hat.
Ein Nanometer (nm) ist der millionste Teil eines Millimeters. Die Forscher des im Vorjahr neu eingerichteten "Nanolaboratorium" am FELMI schreiben die Buchstaben in Nanometer-Auflösung mit einem fokussierten Ionenstrahl in Materialien ein:
"In einem ersten Versuch haben wir eine Fläche von 0,04 Millionstel Quadratmillimeter pro Buchstabe erreicht", berichtet der Leiter des FELMI, Ferdinand Hofer.
Auf diese Weise könnten alle zwei Millionen Bücher der Österreichischen Nationalbibliothek auf eine Fläche von 25 mal 25 Zentimetern geschrieben werden, hat Hofer hochgerechnet.
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Kleiner als die Wellenlänge des Lichts |
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Unter herkömmlichen optischen Mikroskopen lassen sich derartige Strukturen überhaupt nicht mehr erkennen, da sie kleiner sind als die Wellenlänge des Lichts.
In der Nanotechnologie sind daher spezielle Elektronenstrahl-, Rastertunnel- oder Atomkraftmikroskope notwendig, um die einzelnen Atome eines Werkstoffs sichtbar zu machen.
"Die neue Anlage besteht aus einem Hochauflösungs-Rasterelektronenmikroskop, das mit einer fokussierten Gallium-Ionenquelle und einem integrierten Mikromanipulator ausgerüstet ist", erklärt Hofer, der die Anlage mit vier Mitarbeitern betreibt.
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Anwendungen: Strukturanalyse von Werkstoffen... |
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Die Wissenschaftler können damit Werkstoffe und Bauelemente hochauflösend abbilden, deren inneren Aufbau untersuchen, Proben exakt bearbeiten oder Diamanten "unsichtbar" so markieren, dass Herkunftsort und Besitzer ausfindig gemacht werden können.
"Für die 'Nano-Schrift' werden mit dem Gallium-Ionenstrahl Atome aus der Probenoberfläche herausgehämmert. Es entsteht quasi ein dauerhaft kleines Loch oder eine Grube in der Oberfläche", erklärt Hofer.
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...und neuartige elektronische Bauteile |
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Weitere Anwendungsfelder des "Nanolabs" sind die Modifizierung von elektronischen Bauteilen und der Aufbau von funktionellen dreidimensionalen Nanostrukturen. Das Labor krönt die Ausstattung des Instituts, an dem auch das leistungsfähigste Elektronenmikroskop Österreichs steht.
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Prognose: Erreichte Auflösung wird deutlich verbessert |
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Die Prognose des Forschers für die "Nano-Keilschrift" ist hoffnungsfroh: "Die beim Experiment erreichte Auflösung können wir in weiteren Versuchen wahrscheinlich noch deutlich verbessern", zeigt er sich optimistisch.
Sein Dissertant Michael Rogers, der maßgeblich am erfolgreichen Versuch beteiligt war, wurde jüngst in London für seine Arbeit mit dem "New Scientist Award in Microscience 2004" ausgezeichnet.
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01.01.2010 |
