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News: Wie die Prinzessin auf der Erbse

Raster-Tunnelmikroskope machen einmalige Aufnahmen von Oberflächen - bis hin zu einer atomaren Auflösung. Doch manchen Wissenschaftlern ist das nicht genug. Sie wollen auch wissen, was unter der Decke ist und erspähen sogar Atomschichten, die unter Blei verborgen liegen.
Das Geheimnis der außergewöhnlichen Auflösung des Raster-Tunnelmikroskops (RTM) liegt in seiner dünnen Metallspitze. Diese steht unter elektrischer Spannung und schwebt nahe genug über der Oberfläche des zu untersuchenden Materials, so daß Elektronen spontan vom Material auf die Spitze springen – ein Phänomen, das als Tunneleffekt bezeichnet wird. Die Spitze tastet das Material horizontal ab und bewegt sich, ähnlich wie die Nadel einer Nähmaschine, nach oben und nach unten. Durch diese vertikale Bewegung entsteht ein detailliertes Oberflächenbild, auf dem sogar einzelne Atome sichtbar sind.

Jetzt fanden Dongmin Chen vom Rowland Institute for Science in Cambridge (Massachusetts) und seine Kollegen vom selben Institut und der Duke University überraschenderweise heraus, daß das RTM auch eine Schicht Siliciumatome darstellen kann, die unter zehn Nanometer Blei begraben liegt (Physical Review Letters vom 1. Juni 1998, Abstract). Elektronen, die durch das Blei wandern, erscheinen nicht verschmiert, denn das elektrische Feld, so Chen, veranlaßt die Elektronen, sich von den Siliziumatomen hinweg nach oben zu bewegen und dadurch ihr Bild mit einer sehr geringen Seitenbewegung zu projizieren.

Als nächstes wird das Team versuchen, Schichten darzustellen, die unter anderen Materialien verborgen sind. Ferner hoffen sie, zwischen zwei Schichten stattfindende chemische Wechselwirkungen zu studieren – ein Vorgang, der normalerweise nie zu beobachten wäre.

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