Wie funktioniert das Rastertunnelmikroskop?

Das Rastertunnelmikroskop funktioniert mit einer winzigen Nadel: Die Nadel mit einer ultrafeinen Spitze wird extrem nah an die zu untersuchende Oberfläche herangeführt, ohne diese zu berühren. Die Elektronenwolken von Nadel und Präparat überlappen sich, und ein elektrischer Strom wird gemessen. Die Nadel fährt mit konstantem Abstand über die Oberfläche und tastet diese zeilenweise ab. Dieses Messprinzip ist vergleichbar mit einer blinden Person, welche die Oberfläche ihres Buches mit dem Zeigefinger zeilenweise abtastet.

Die aufgenommenen Daten werden in der parallel laufenden Bildverarbeitung ausgewertet und als dreidimensionales Bild dargestellt. Die Auflösung eines solchen Mikroskops ist beeindruckend: Mit ihm sind Vergrößerungen bis zu hundertmillionenfach möglich, so dass man einzelne Atome oder zum Beispiel komplizierte Moleküle wie die Erbsubstanz DNA direkt abbilden kann.