Historisch-physikalische Sammlung

Mit der Erfindung des Mikroskops um 1600 stand erstmals ein brauchbares Instrument zur Erforschung des Mikrokosmos zur Verfügung. Im Laufe der Zeit wurde die Mikroskopie zu einem Standardverfahren in vielen Wissenschaften und wurde ständig weiterentwickelt, um immer kleinere Strukturen untersuchen zu können. Schließlich stieß man an die Grenze der herkömmlichen Mikroskopie und musste völlig neue Wege beschreiten. Die erkennbaren Strukturgrößen lassen sich bei direkten Abbildungsverfahren verringern, indem man die Wellenlänge der verwendeten Strahlung verkleinert. Eine wesentliche Entwicklung stellte die Realisierung des Elektronenmikroskops 1931 dar. Heute sind in Form von Rastersondenverfahren weitere Instrumentarien hinzugekommen. Beispiele sind Nahfeld-, Rasterkraft- und Rastertunnelmikroskopie. Diese Entwicklung nahm ihren Anfang mit dem ersten Tunnelmikroskop von G. Binning und H. Rohrer 1881. Ausgehend vom sogenannten quantenmechanischen Tunneleffekt wird eine Metallspitze im Abstand von ungefähr einem Nanometer über eine Oberfläche bewegt. Legt man zwischen Spitze und Oberfläche eine elektrische Spannung an, fließt Strom, ohne dass eine leitende Verbindung zwischen Spitze und Oberfläche besteht. Wird der Abstand konstant gehalten, so kann die dafür notwendige Regelspannung zur Abbildung der Oberfläche verwendet werden. Dieses Verfahren ist geeignet, Strukturen atomarer Größenordnung abzubilden. An der Karl-Franzen-Universität existierte das erste Rastertunnelmikroskop (STM, d.h. Scanning Tunneling Microscop) Österreichs. Es wurde von A. Leitner entwickelt. Der Bau erfolgte in der feinmechanischen Werkstätte des Instituts. Die Regelelektronik wurde in Zusammenarbeit mit dem Elektroniklabor des Hauses hergestellt. (K.R./P.G. 2011)