Das kleinste Fußballfeld der Welt

Wenige Wochen vor dem Start der Fußball-Weltmeisterschaft erreicht die Begeisterung auch deutsche Physiklabore. So erschufen Forscher der Technischen Universität Chemnitz das vermutlich kleinste Fußballfeld der Welt.

3D-Darstellung des vermutlich kleinsten Fußballfeldes der Welt.
3D-Darstellung des vermutlich kleinsten Fußballfeldes der Welt.

Chemnitz/Bochum - Mit einer Kantenlänge von nur zwei Millionstel Metern demonstrierten sie eindrucksvoll die Leistungsfähigkeit ihre Strukturmethoden auf der Nanometerskala. Mithilfe der so genannten Nanolithographie können sowohl kleinste Schaltkreise als auch neue Systeme in der Biosensorik entwickelt werden.

"Unser Fußballfeld passt etwa 1 000 Mal auf die Querschnittsfläche eines menschlichen Haares", sagt Maik Vieluf vom Lehrstuhl für Optische Spektroskopie und Molekülphysik. Die Spielfläche ist damit in seiner Längenabmessung 50 Millionen Mal kleiner als ein Fußballfeld im Stadion. Es kann nur mit einem hochauflösenden Rastersondenmikroskop in seinen Details sichtbar gemacht werden. Mit diesen Instrumenten analysieren die Wissenschaftler sonst die Strukturen moderner Werkstoffe oder Oberflächen so genannter geordneter Flüssigkeiten, beispielsweise von Blockcopolymeren.

Unabhängig von der Chemitzer Gruppe stellten auch Physiker der Ruhr-Universität Bochum ein winziges Fußballfeld her. Sie nutzten dazu die Elektronenstrahl-Lithographie. Allerdings war es mit einer Kantenlänge von bis zu zehn Mikrometern etwa fünfmal größer als das der Kollegen an der TU Chemnitz. „Dies ist ein höchstsauflösendes Rasterelektronenmikroskop mit Lithographiezusatz, welches wir seit letztem Jahr an meinem Lehrstuhl betreiben“, erläutert Hartmut Zabel, Professor für Experimentalphysik an der Uni Bochum, ihre Methode genauer.

Üblicherweise stellen die Forscher damit magnetische Nanostrukturen her. Diese sind beispielsweise in den Leseköpfen von Festplatten eingebaut. Die nächste Generation von nicht flüchtigen magnetischen Datenspeicher werden aus einer milliardenfachen Anordnung von magnetischen Nanostrukturen bestehen. Am Lehrstuhl für Experimentalphysik werden nicht nur die Nanostrukturen hergestellt, sondern auch mit einer Vielzahl von Methoden hinsichtlich ihres magnetischen Schaltverhaltens untersucht.