Nur unter Mikroskop sichtbar

Kleinste Geige der Welt ist so groß wie ein Haar

Physiker:innen der britischen Universität Loughborough haben die – nach eigenen Angaben – "kleinste Geige der Welt" erschaffen. Diese besteht aus Platin und ist lediglich 35 Mikrometer lang und 13 Mikrometer breit. Zum Vergleich: ein Mikrometer ist ein Millionstel eines Meters – und ein menschliches Jahr hat normalerweise einen Durchmesser von 17 bis 180 Mikrometern. Gelungen ist den Forschenden die Herstellung der Violine mithilfe ausgeklügelter Nanotechnologie. 

Test für neues System

Entwickelt wurde die neue Miniatur-Geige als Testprojekt, um die Möglichkeiten des neuen Nanolithografiesystems zu demonstrieren. Dieses soll die Suche nach neuen Materialien und Methoden zur Entwicklung der nächsten Generation von Computern unterstützen.

"Auch wenn die Herstellung der kleinsten Geige der Welt nach Spaß und Spiel aussieht, so haben wir doch viel von dem, was wir dabei gelernt haben, in die Forschung einfließen lassen", erklärt Forschungsleiterin Kelly Morrison. "Unser Nanolithografiesystem ermöglicht es uns, Experimente zu entwerfen, bei denen wir Materialien auf unterschiedliche Weise untersuchen – mit Licht, Magnetismus oder Elektrizität – und ihre Reaktionen beobachten. Sobald wir verstehen, wie sich Materialien verhalten, können wir dieses Wissen zur Entwicklung neuer Technologien einsetzen, sei es zur Verbesserung der Rechenleistung oder zur Suche nach neuen Wegen zur Energiegewinnung."

Mikroskopisches Abbild

Spielen kann man die Mini-Violine aber wohl leider nicht – viel mehr handelt es sich bei ihr um ein mikroskopisches Abbild als ein spielbares Instrument. Ihr Herzstück ist der "NanoFrazor" – eine hochmoderne Nano-Sculpting-Maschine von Heidelberg Instruments. Dabei kommt die thermische Rastersondenlithografie zum Einsatz – ein Verfahren, bei dem eine erhitzte, nadelförmige Spitze extrem präzise Strukturen im Nanomaßstab "schreibt". Für die Herstellung der Mini-Geige beschichtete das Forschungsteam einen kleinen Chip mit zwei Schichten eines gelartigen Materials namens Resist. Anschließend wurde der Chip unter den NanoFrazor gelegt, dessen heiße Spitze das Geigenmuster in die oberste Schicht einbrannte.

Nach dem Ätzen des Musters wurde der Resist entwickelt, indem die freigelegte Unterschicht gezielt aufgelöst wurde – zurück blieb ein geigenförmiger Hohlraum. Anschließend trug das Team eine dünne Schicht Platin auf den Chip auf. Eine abschließende Aceton-Spülung entfernte das verbliebene Material und legte die fertige Mini-Geige frei.

Herstellungsprozess dauerte mehrere Monate

Die Herstellung einer einzelnen Mini-Geige mit dem Nanolithografiesystem nimmt rund drei Stunden in Anspruch. Bis zur finalen Version vergingen jedoch mehrere Monate, da die Physiker verschiedene Verfahren erprobten und weiterentwickelten. Das fertige Kunstwerk ist kaum größer als ein Staubkorn und nur unter dem Mikroskop sichtbar.

An der britischen Universität kommt das Nanolithografiesystem bereits in zwei Forschungsprojekten zum Einsatz: Eines widmet sich alternativen Methoden zur magnetischen Datenspeicherung, das andere erforscht, wie sich Wärme für eine schnellere und energieeffizientere Datenverarbeitung und -speicherung nutzen lässt.

Mehr Informationen zur Studie finden Sie hier.

www.lboro.ac.uk