40 | JAHRESFEIER

Gegensatz zu verschiedenen anderen Nanostrukturierungstechniken — eine weitge-
hend freie Wahl des Materials der Strukturen wie auch des Substrats, außerdem ist
mit ihr eine schnelle Herstellung vergleichsweise großflächiger Proben (etwa auf
Quadratmillimeter-Maßstab, auf dem sich dann viele Millionen solcher Nanobau-
steine befinden) sehr viel weniger aufwendig möglich als etwa mit der Elektronen-
strahl-Lithographie.

Fig. 2:
Golddreiecke auf Graphit, hergestellt mit der Kolloidmaskentechnik (Rasterkraft-


mikroskop-Aufnahme, schräge Aufsicht). Die Kantenlänge der Dreiecke beträgt
200 nm, ihre Höhe 40 nm. Der zentrale Kreis ist der „Schatten“ einer Kolloidkugel
mit 700 nm Durchmesser.

Wie steht es mit der Stabilität derartiger winziger Strukturen? Wegen ihrer
Kleinheit reicht bereits die Umlagerung von wenigen Atomen, etwa aufgrund der
thermischen Diffusion, aus, um die Gestalt und damit auch die Eigenschaften der
Strukturen zu verändern. Dies lässt sich am Beispiel der eben erwähnten Dreieck-
Teststrukturen unmittelbar demonstrieren. Bei Zimmertemperatur sind z.B. Nano-
dreiecke aus Gold auf einem Graphitsubstrat über Wochen stabil, bei erhöhter Tem-
peratur von einigen hundert Grad aber macht sich sehr schnell der Effekt des diffu-
siven Transports bemerkbar. Die zunächst scharfkantigen Strukturen werden
abgerundet, und innerhalb weniger Minuten bilden sich durch die Diffusion der
Metallatome aus den Dreiecken nanoskopische Metallkugeln. Aus quantitativen
Untersuchungen dieses Phänomens gewinnt man Informationen zu den grund-
legenden Prozessen des diffusiven Transports auf Nanometerskala. Es ergibt sich
daraus aber auch die wichtige Erkenntnis für die Anwendung, dass bei einem tech-
nischen Einsatz von Nanostrukturen bei hohen Temperaturen diesen Umlagerungs-
prozessen sehr viel mehr Aufmerksamkeit gewidmet werden muss als bei makrosko-
pischen Bauelementen.
Bleiben wir bei dem eben diskutierten System, erhöhen nun aber die Tempe-
ratur über die Schmelztemperatur hinaus (bei Gold über tausend Grad Celsius), so
dass die Struktur nun im flüssigen Zustand vorliegt. Jetzt findet der Materialtransport
nicht mehr durch die diffusive Bewegung einzelner, voneinander unabhängiger
Atome statt, sondern benachbarte Atome bewegen sich gemeinsam in einem hydro-
dynamischen Prozess. Wie das Fließen von Flüssigkeiten auf Nanometerskala abläuft