Contemporary History in Hessen - Data · Facts · Backgrounds

Nobelpreis für Physik für Frankfurter Wissenschaftler, 15. Oktober 1986

Für seine Leistungen bei der Entwicklung des Rastertunnelmikroskops erhält der aus Frankfurt am Main stammende Wissenschaftler Gerd Binnig (geb. 1947) zusammen mit dem Schweizer Physiker Heinrich Rohrer (1933–2013) den Nobelpreis für Physik. Weiterer Preisträger ist der deutsche Elektroingenieur Ernst Ruska (1906–1988), der als Erfinder des Elektronenmikroskops geehrt wird. Binnig und Rohrer sind am IBM Zurich Research Laboratory in Rüschlikon bei Zürich tätig, dem europäischen Forschungszentrum des US-amerikanischen Computerherstellers International Business Machines Corporation (IBM). Für den gebürtigen Hessen Gerd Binnig ist es nicht die erste Auszeichnung: Bereits 1983 wurde ihm der Otto-Klung-Preis als bester deutscher Nachwuchswissenschaftler im Fach Physik zuteil. 1987 erhält er das Große Verdienstkreuz mit Stern und Schulterband des Verdienstordens der Bundesrepublik Deutschland („Bundesverdienstkreuz“).

Auf Tuchfühlung mit winzigsten Strukturen

Die Rastertunnelmikroskopie entwickelt sich nach der Verleihung des Nobelpreises an Binnig und Rohrer zu dem entscheidenden experimentellen Hilfsmittel der Nano-Wissenschaften. Während optische Mikroskope die Grenze ihrer Auflösung bei etwa 250 Nanometern (ein Nanometer = ein Millionstel Millimeter) erreichen, können Elektronenmikroskope diese Grenze (die ungefähr der halben Wellenlänge des sichtbaren Lichts entspricht) sogar überwinden und atomare Strukturen in Subnanometer-Dimensionen in bestimmten Materialien sichtbar zu machen. Daneben existieren auch andere Techniken, die unter bestimmten Bedingungen Oberflächen im atomaren Bereich abbilden, zum Beispiel unter Ausnutzung der Wirkung von Röntgenstrahlen oder der Effekte der Elektronenbeugung. Demgegenüber lassen sich jedoch mit der Rastertunnelmikroskopie räumliche Oberflächenstrukturen in atomaren Dimensionen mit bislang unerreichter Präzision untersuchen und unter Zuhilfenahme geeigneter Computerprogramme optisch sichtbar machen. Dabei „sieht“ das Rastertunnelmikroskop die Atome allerdings nicht, sondern „fühlt“ sie mit einer äußerst feinen Spitze ab. Die Spitze berührt die untersuchte Probe nur mittelbar mithilfe des „Tunnelstroms“, einer elektrischen Spannung, die dazu dient, den Abstand zwischen Abtastspitze und untersuchter Oberfläche in winzigen Bewegungsschritten auf etwa ein hunderstel Nanometer genau zu stabilisieren.¹
(KU)

1. Deutsches Museum: Sammlungen: Meisterwerke aus dem Deutschen Museum II: Das Rastertunnelmikroskop von Gerd Binnig und Heinrich Rohrer, URL: http://www.deutsches-museum.de/sammlungen/meisterwerke/meisterwerke-ii/rastertunnelmikroskop/ (eingesehen am 6.4.2015). ↑