Nano-Architektur

Jede Architektur benötigt neben einem Bauplan und festen Regeln auch die Grundelemente, aus denen die späteren Bauwerke errichtet werden sollen. Vier mögliche Wege zu einer Nano-Architektur sind: Das LEGO-Prinzip: sehr einfache Grundelemente, elementare Regeln und ein nicht zu komplexer Bauplan. Nach dem LEGO-Prinzip können heute schon auf atomarer Ebene einzelne Atome z.B. mit dem STM verschoben und zu neuen Strukturen zusammengefügt werden. Ein Beispiel sind die Quanten-Gatter (Abb. 3.6) aus Metall-Atomen, aber auch Reihen von Atomen, die als ‘Nano-Abakus’ [CUB96] fungieren können, und ähnliche Arrangements. Die elementaren Regeln sind nicht unbedingt trivial, aber aus der Quantenmechanik wohl bekannt. Meist ist die Zusammenstellung nicht viel mehr als die Summe ihrer Teile. Offenbar ist das LEGO-Prinzip eine physikalische Methode der Zusammenstellung von Grundelementen, die natürlich auch mit größeren Einheiten als den Atomen funktioniert. Neben Rastertunnelmikroskopen [NYF97] läßt sich z.B. auch Elektrophorese als Darstellungsform einsetzen [GIE93].Cluster-Bildung. Das selbstorganisierte Zusammenwachsen atomarer oder molekularer Grundelemente führt zu nanoskalierten Strukturen mit besonderen strukturellen und elektronischen Eigenschaften. So sind etwa die in der Atmosphäre entstehenden, nur einige Nanometer durchmessenden Aerosole aus Schwefelsäure, Wasser und organischen Materialien die Kondensationskeime, an denen sich die mikrometergroßen Tropfen bilden, aus denen sich die Wolken zusammensetzen.