Das Nanometer Zeitalter: Herausforderung und Chance

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Martina Braun
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INFORMATIONSTECHNIK UND ARMEE Vorlesungen an der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich im Wintersemester 1995/1996 Leitung: Untergruppe Führungsunterstützung - Generalstab Divisionär E.

1 INFORMATIONSTECHNIK UND ARMEE Vorlesungen an der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich im Wintersemester 1995/1996 Leitung: Untergruppe Führungsunterstützung - Generalstab Divisionär E. Ebert, Unterstabschef Führungsunterstützung Das Nanometer Zeitalter: Herausforderung und Chance Referent: Dr. H. Rohrer Diese Vorlesung wurde durch die Stiftung HAMFU digitalisiert und als PDF Dokument für aufbereitet.

2 U34429/3 HAMFU - Seite 1

3 1-2 HAMFU - Seite 2

4 1-3 Abbildung 1. Verlauf der Miniaturisierung in der Datenverarbeitung, siehe [1], Aus [15], Società Italiana di Fisica. HAMFU - Seite 3

5 1-4 kt, HAMFU - Seite 4

fährt, z.b. bei konstanter Wechselwirkung zwischen Sonde und Objekt, die eingezeichnete Doppellinie ab.

6 1-5 Abbildung 2 Das äusserste Sondenatom "fühlt" das ihm am nächsten liegende Objektatom. Die Sonde wird mittels eines Piezoverschiebungsmechanismus mit Picometer-Präzision (1 pm = 1/1000 nm) über das Objekt geführt und fährt, z.b. bei konstanter Wechselwirkung zwischen Sonde und Objekt, die eingezeichnete Doppellinie ab. Abbildung 3 Elektronenpferch aus 48 Eisenatomen auf Kupfer. Mit freundlicher Erlaubnis von D.M. Eigler, IBM Research Division, Almaden Research Center, USA. Siehe auch [41. HAMFU - Seite 5

7 1-6 Abbildung 4 Kreis aus sechs Cu-TPOB-Porphyrinmolekülen. Sichtbar von den Molekülen sind die je vier, quadratisch angeordneten "Beine". Bild: ungefähr 10 nm x 9 nm. Mit freundlicher Erlaubnis von T.A. Jung et al., IBM Forschungslaboratorium Zürich. Abbildung 5 Atomarer Schriftzug. Aus [6]. HAMFU - Seite 6

8 1-7 HAMFU - Seite 7

1-8 Abbildung 6 Verlauf der Festkörperwissenschaft

rechten Zeit voneinander unabhängig verlaufende

9 1-8 Abbildung 6 Verlauf der Festkörperwissenschaft und -technik sowie der Chemie: der Weg zum Aufbauszenario in der Nanowelt. Nach [16]. Wie so oft in der Wissenschaft ergänzen sich zur rechten Zeit voneinander unabhängig verlaufende Entwicklungen zu einer neuen, umfassenderen Entwicklung. HAMFU - Seite 8

10 1-9 HAMFU - Seite 9

11 4-10 HAMFU - Seite 10

12 [1] R.W. Keyes, IBM J. Res. Develop. 32, S. 24ff. (1988). [2] Die Daten wurden von R.S. Kuchibhotla aus den folgenden Büchern zusammengestellt: Emerson W. Paugh, Building IBM (The MIT Press, Cambridge, MA, 1995) und The Computer Industry Almanac , Egil und Karen Petska Juliussen, Hrsg. (Computer Industry Almanac Inc., Incline Village, NY, 1994), S. 397ff. [3] G. Binnig, H. Rohrer, Ch. Gerber und E. Weibel, Appi. Phys. Lett. 40, S. 178ff. (1982) und Physica B 109/110, S. 2075ff. (1982). Aus der NATO ASI-Buchreihe E: Applied Sciences (Kluwer Academic Publishers, Dordrecht) bieten die folgenden vier Bände eine Übersicht zu diesem Thema: Band 239, Atomic and Nanometer-Scale Modifications of Materials: Fundamentals and Applications, Ph. Avouris, Hrsg. (1993). Band 242, Near Field Optics, D.W. Pohl und D. Courjon, Hrsg. (1993). Band 286, Forces in Scanning Probe Methods, H.J. Güntherodt, D. Anselmetti und E. Meyer, Hrsg. (1995). Band 292, Ultimate Limits of Fabrication and Measurements, M E. Weiland und J.K. Gimzewski Hrsg (1995). Gesammelte Konferenzbeiträge, Infi Conf. on Micro- and Nanoengineering "MNE '94," Davos, Switzerland, Sept. 1994, abgedruckt in: Microelectron. Engin. 27, Nr. 1-4 (1995). Des Weiteren sei der Leser auf die verschiedenen Lehrbücher zum Thema Rastertunnel- und Rasterprobenmikroskopien verwiesen. [4] M.F. Crommie, C.P. Lutz und D.M. Eigler, Science 262, S. 218ff. (1993). [5] T A. Jung, R R. Schüttler, J.K. Gimzewski, H. Tang und C. Joachim, Science 271, S. 181ff (1996). [6] S. Hosaka, S. Hosoki, T. Hasegawa, H. Koyanagi, T. Shintani und M. Miyamoto, J. Vac. Sci. Technol. B 13, S. 2813ff (1995). [7] Siehe Nanoscale Probes of the Solid/Liquid Interface, A.A. Gewirth und H. Siegenthaler, Hrsg., NATO ASI Series E: Band 288 (Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 1995). [8] S.C. Minne, Ph. Flückiger, H.T. Soh und C F. Quate, J. Vac. Sci. Technol. B 13, S. 1380ff. (1995). [9] Vu Tien Binh, N. Garcia und H.L. Levanyuk, Rev. Sci. Instrum. 63, S. 1124ff. (1992) und Surf. Sci Lett 301 S. L224ff. (1994). [10] J.K. Gimzewski, Ch. Gerber, E. Meyer und R R. Schüttler, Chem. Phys. Lett. 217, S. 589ff. (1994). [11] D. Rugar, O. Züger, S. Hoen, C S. Yannoni, H.-M. Vieth und R.D. Kendrick, Science 264, S. 1560ff. (1994). [12] Ein Experiment für "Do-it-yourself Quantenmechanik auf Nanoskala ist in J.L. Costa-Krämer, N. Garcia, P. Garcîa-Mochales und P.A. Serena, Surface Sci. Lett. 342, L1144ff. (1995) beschrieben. [13] E. Delamarche, G. Sundarababu, H. Biebuyck, B. Michel, Ch. Gerber, H. Sigrist, H. Wolf, H. Ringsdorf, N. Xanthopoulos und H.J. Mathieu (Vorauskopie, zur Veröffentlichung eingereicht, 1995). [14] Siehe die Rede von Richard P. Feynman am 29. Dezember, 1959, an der Jahrestagung der American Physical Society, Pasadena, USA, abgedruckt in Miniaturization, Horace D. Gilbert, Hrsg. (Reinhold Publishing Corporation, New York). [15] H. Rohrer, II Nuovo Cimento 107A, S. 989ff. (1994). [16] H. Rohrer, Ultramicroscopy 42-44, S. 1ff. (1992). HAMFU - Seite 11

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