Dünne Schichten und Oberflächen

Fühlen, Tasten, Wärme, Kälte: Über seine Haut nimmt der Mensch wesentliche Reize aus seiner Umgebung auf. Da alle physikalischen Proben im Unterschied zu lebenden Wesen keine weiteren Sinnenorgane haben, spielt für sie ihre eigene Oberfläche eine noch bedeutendere Rolle. Metallischer Glanz, Reaktionen eines Katalysators, Rost, Reibung, Austausch von Ladungen oder das Einfangen von Photonen oder Ionen: Die obersten Atomschichten einer Substanz bestimmen wesentlich, wie diese aussieht, wie sie reagiert und wozu ein Material nützlich ist.

Seit Jahrzehnten definiert diese Grenzfläche einen eigenen Bereich der Physik. So offen und leicht zugänglich die Oberfläche sein mag, so schwierig gestaltet sich ihre Untersuchung. Denn den Abermillionen von Atomen im Inneren einer Probe, stehen nur wenige Oberflächenatome gegenüber. Physiker entwickelten daher viele spezielle Methoden, um ohne eine Störung durch die Menge der Volumenatome Reaktivität, Position oder Bindungslängen in der "Haut" der Substanzen zu bestimmen und zu kontrollieren. So können heute auf atomarer Ebene chemische Reaktionen gefilmt und Phasenübergänge an Grenzflächen analysiert werden. "Welt der Physik" spiegelt hier die aktuelle Forschung an der Oberfläche wieder und zeigt, dass trotz vieler Unkenrufe die obersten Schichten nichts von ihrem Reiz verloren haben.