22 Stunden, 35 Atome, 3 Buchstaben

Die Aufnahme des Schriftzugs «IBM» ging um die Welt – und machte seinen Schöpfer zu einem Star der Wissenschaft. Das Bild dokumentierte zum ersten Mal, dass sich einzelne Atome wie Schachfiguren auf dem Brett platzieren lassen. Teil 6 unserer Serie zu bedeutenden Fotos der Forschung.

IBM-Logo aus 35 Xenon-Atomen auf einer Oberfläche aus Nickel. Bild in Lightbox öffnen.

Bildlegende: Willkommen in der Nano-Welt: Dieses Bild illustrierte eindrücklich, dass sich selbst die winzigsten Teilchen mit Hightech manipulieren lassen. IBM

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Rastertunnelmikroskop

Um Atome sichtbar zu machen, entwickelten die Physiker Heinrich Rohrer und Gerd Binnig das Rastertunnelmikroskop. Es macht sich den Strom zunutze, der durch den Tunneleffekt zwischen einer Spitze und der Materialprobe fliesst. Für die Erfindung und Einsichten, die sich daraus gewinnen liessen, bekamen die Forscher 1986 den Nobelpreis für Physik.

Der entscheidende Schritt gelang dem amerikanischen Physiker Don Eigler in der Einsamkeit des Labors. Am 28. September 1989 schaffte er es im IBM-Forschungszentrum in San José zum ersten Mal, ein einzelnes Atom im Rastertunnel-Mikroskop gezielt von A nach B zu bewegen – und sieben Wochen später lieferte er der Öffentlichkeit den Beweis: 35 Xenon-Atome bildeten auf einer Schicht aus Nickel den Schriftzug «IBM».

Ein unverhoffter Werbegag für den Computerhersteller: das Firmenlogo aus den allerkleinsten Teilchen, im Bereich von Millionstelmillimetern – eine andere Welt. Selbst das angesehene Wissenschaftsmagazin «Nature» konnte nicht widerstehen und zeigte das Bild bald auf seinem Cover.

Auf die Frage, warum er nicht andere Buchstaben für seine Demonstration wählte, antwortete Eigler Jahre später in einem Interview: «Die Antwort ist sehr einfach: Es war Zeit, sich zu revanchieren». Aus Dankbarkeit gegenüber jenen, die ihm einen Job gaben, als er einen brauchte – und alle Möglichkeiten, um Erfolg zu haben.

Rund um die Uhr im Labor

Wie lange brauchte er für den Coup? 22 Stunden, einige Pausen inklusive, um die 35 Atome zu platzieren. Doch diese lange Zeit, so erzählte er, war wunderbar – so ähnlich, glaubt er, hatten sich wohl die Gebrüder Wright bei ihrem Erstflug gefühlt. Der harte Teil? Das seien die Labortage und -nächte in den Jahren davor gewesen.

Don Eigler mit zwei Hunden. Bild in Lightbox öffnen.

Bildlegende: Hunde namens «Neon» und «Argon»: Eigler ist seit 2011 im Ruhestand. AlmadenJenny / Wikipedia

Sein Bild wurde zum Sinnbild für die Hoffnungen, die viele Zeitgenossen damals in die Nanotechnologie setzten. Später experimentierte Eigler mit Schaltern im atomaren Massstab und schaffte es 2002, aus Kohlenstoffmonoxid-Molekülen logische Schaltkreise zu bauen – doch von brauchbaren Bauteilen oder gar einem Computerchip waren und sind solche Versuche weit entfernt.

«Wenn Sie glauben, dass wir da im Labor Technologie gemacht haben, liegen Sie falsch», erklärte Eigler später selbst, «was wir gemacht haben, ist Forschung, die hilft, Grundlagen des Wissens zu erweitern.»