Nano-Adventskalender mit sechs geöffneten Türchen

Für das bloße Auge bleibt dieser außergewöhnliche Miniaturkalender von Daniel Neumaier, Josef Biberger und Florian Götz unsichtbar – nur zwölf mal acht Mikrometer misst ihr Werk. Damit ist es etwa eine Milliarde mal kleiner als seine schokoladengefüllten großen Brüder, die jedes Jahr zur Vorweihnachtszeit Einzug in unsere Häuser finden.

Doch mit Hilfe eines Rasterelektronenmikroskops lassen sich die nur einen Mikrometer großen Bildchen hinter den geöffneten Türchen sowohl sichtbar machen als auch herstellen. Um Kerzen, Sternschnuppen und Weihnachtsmänner in eine speziell präparierte Platte aus Galliumarsenid zu fräsen, verwendeten die Wissenschaftler Graviertechniken wie die Elektronenstrahllithografie und das Ionenstrahlätzen.

Bei dieser Methode wird die Platte, auf der die Gravur entstehen soll, mit einem Fotolack bedeckt. Dieser aus organischem Material bestehende Stoff verändert sich, sobald er mit Elektronen beschossen wird. Scannt nun ein fokussierter Elektronenstrahl aus einem Rasterelektronenmikroskop bestimmte Bereiche auf der Platte, wird die chemische Struktur des Fotolacks aufgebrochen. Die bestrahlten Bereiche lassen sich dann mit dem Mikroskop detektieren.

Damit der Elektronenstrahl aber die Karottennase des Schneemannes richtig zeichnet, speisen die Wissenschaftler das Bild zuerst in den Computer ein. Mit Hilfe der so ermittelten präzisen Koordinaten können dann nanometergroße Strukturen wie Kirchenfenster oder Nikolausmützen genau abgebildet werden. Normalerweise stellen Nanotechnologen mit dieser Methode kleinstmögliche Strukturen auf Oberflächen her.