© Screenshot/Universität Wien

Science
07/08/2019

Wiener Online-Spiel erlaubt das Manipulieren von Atomen

Das von Wiener Forschern entwickelte "Atom Tractor Beam" zeigt, wie man Atome mit den richtigen Werkzeugen manipulieren kann.

Mit einem Online-Spiel laden Wiener Wissenschafter Interessierte zum Manipulieren von Atomen ein. Das Team um Toma Susi von der Abteilung Physik Nanostrukturierter Materialien der Universität Wien hat seinen Forschungsansatz zuerst im Rahmen einer Ausstellung im Wiener Technischen Museum nachspielbar gemacht und diesen nun auch auf eine Website verfrachtet, wie die Uni Wien am Montag mitteilte.

Vor einigen Jahren entdeckte Susi, dass sich mit dem hochpräzisen Elektronenstrahl eines Rasterdurchstrahlungselektronenmikroskops (STEM) Atome nicht nur betrachten, sondern auch manipulieren lassen. Gezeigt wird das an einem Graphen-Gitter, das aus nur einer Atomlage Kohlenstoff besteht: Mit dem Strahl lässt sich ein weniger stark gebundenes Kohlenstoffatom gerade so weit aus dem Gitter stoßen, dass es mit einem benachbarten Siliziumatom, das sich als Verunreinigung dort befindet, die Plätze tauscht.

Neue Erkenntnisse zu Graphen

Ihr für die Sonderausstellung "Arbeit & Produktion" im Technischen Museum entwickeltes Simulationsspiel mit dem Titel "Atom Tractor Beam" basiert auf dem Rasterdurchstrahlungselektronenmikroskop "Nion UltraSTEM" der Uni Wien, das eine 50.000.000-fache Vergrößerung ermöglicht und vollständig computergesteuert ist. Durch Bewegen eines Cursors auf einem Computerbildschirm wird der Strahl gelenkt. "Tatsächlich spielen wir also ein Computerspiel, um unsere Forschung durchzuführen", so Susi. Im Rahmen von "Atom Tractor Beam", dessen Umsetzung von der Wirtschaftsagentur Wien unterstützt wurde, lässt sich nun die wissenschaftliche Methode auch online nachvollziehen.

Überdies konnten die Forscher in einer neuen, im Fachjournal "Advanced Functional Materials" erschienenen Studie zeigen, dass es auch möglich ist, Silizium-Verunreinigungen in einem anderen Material als Graphen kontrolliert zu verschieben. Die Gruppe demonstrierte nun, dass das auch in einwandigen Kohlenstoffnanoröhren möglich ist. Diese Erkenntnis lässt die Wissenschafter an neue Arten regelbarer elektronischer Geräte denken, heißt es.