Der amerikanische Physiker und Nobelpreisträger Richard Feynman ahnte es bereits vor über dreißig Jahren: "Die physikalischen Prinzipien sprechen, soweit ich sehen kann, nicht gegen die Möglichkeit, Dinge Atom für Atom zu manipulieren." Anfang der sechziger Jahre freilich war das schlicht utopisch. Inzwischen schicken sich jedoch Wissenschaftler verschiedener Disziplinen an, Atome und Moleküle einzeln zu bearbeiten. Vergangene Woche kamen einige der Koryphäen in München zum Nanotechnik Forum 1996 zusammen, um sich auszutauschen und die Industrie für ihre Visionen zu begeistern. Denn in Europa unterschätzen, so sagten die Veranstalter, die Konzerne das Potential dieser "Schlüsseltechnik des 21. Jahrhunderts".

Ein Nanometer ist ein millionstel Millimeter. In solch unvorstellbar winzige Dimensionen stößt die Mikroelektronik allmählich vor.

Teile von Transistoren, die sich zu Millionen in Pentium-Prozessoren, den Recheneinheiten moderner PC, finden, sind gerade mal 250 Nanometer groß. Und die Miniaturisierung geht in atemberaubendem Tempo weiter. Bei etwa fünfzig Nanometer Größe ist die Mikroelektronik jedoch derzeit am Ende, noch kleiner funktioniert die herkömmliche Technik nicht. "Deswegen müssen wir uns etwas Neues einfallen lassen", forderte Heinrich Rohrer auf der Münchner Tagung. Der Schweizer Physiker in Diensten des Computergiganten IBM hatte zusammen mit dem Deutschen Gerd Binnig vor zehn Jahren den Nobelpreis für die Erfindung des Rastertunnelmikroskopes erhalten. Damit lassen sich einzelne Atome nicht nur beobachten, sondern auch manipulieren. Das bewiesen vor einigen Jahren Mitarbeiter eines IBM-Forschungslabors eindrucksvoll. Sie schrieben den Namen ihres Brötchengebers mit 35 Xenon-Atomen auf einen Nickelkristall.

Halbleiter, die Baustoffe der Chips, könnten Wissenschaftler inzwischen Atomschicht für Atomschicht aufbauen und wegätzen, berichtete Klaus von Klitzing vom Stuttgarter Max-Planck- Institut für Festkörperforschung.

"Atom- und Halbleiterphysik kommen zusammen", konstatierte der Physik-Nobelpreisträger von 1985.

Forscher aller namhaften Mikroelektronik-Unternehmen konstruieren bereits Speicher und Schaltungen, die mit einzelnen Elektronen arbeiten. In Experimenten funktionieren sie teilweise sogar bei Zimmertemperatur.

Allerdings gibt es noch etliche Schwierigkeiten zu überwinden, bis die neue Technik das Labor verläßt. Einzelne Elektronen unterliegen nämlich den Gesetzen der Quantenmechanik, nach der über alle wichtigen physikalischen Größen nur Wahrscheinlichkeitsaussagen getroffen werden können. Bislang fließen in der Mikroelektronik für jedes Signal noch viele tausend Elektronen. Da nur das durchschnittliche Verhalten der Elektronen zählt, werden sie sozusagen ausgemittelt.