Grenzenlos Scharf – Quantenchemie trifft Mikroskopie und Lithographie

Im Jahr 2014 zeichnete die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften Eric Betzig, Stefan Hell und William Moerner mit dem Nobelpreis für Chemie für ihre bahnbrechenden Arbeiten auf dem Gebiet der hochauflösenden optischen Fluoreszenzmikroskopie aus. Auf den ersten Blick mag dies überraschen: Mikroskopie wird gemeinhin der Optik und damit eher der Physik zugeordnet.

Der Vortrag erklärt, warum der Nobelpreis für Chemie rückblickend kaum überraschte: Der Schlüssel zur Überwindung der klassischen Auflösungsgrenze in der Mikroskopie lag in den quantenchemischen Eigenschaften von Farbstoffmolekülen. Dasselbe Prinzip wird heute genutzt, um photochemische Reaktionen mit bislang unerreichter Präzision zu steuern. Dadurch lassen sich Strukturen erzeugen, die deutlich kleiner sind als die Wellenlänge des verwendeten Lichts – ein Durchbruch, der auch die Grenzen der dreidimensionalen Photolithographie verschiebt.

Thomas Klar ist Professor für Angewandte Physik und Vorstand des Instituts für Angewandte Physik an der Johannes Kepler Universität Linz.