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Unsere Wissenschaftler Nachschauen, wo die Atome sitzen
UNIversum Unsere Wissenschaftler Nachschauen, wo die Atome sitzen
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10:56 07.10.2011
Nein, Physiker müssen nicht eigenbrötlerisch und verschlossen sein. Das beweist Professorin Kerstin Volz mit einem entwaffnenden Lächeln. Quelle: Sabine Nagel-Horn

Marburg. Dass sie später einmal Professorin sein würde, das hat Kerstin Volz sich als Kind nicht vorgestellt. „Aber dass ich eher was Technisches machen will, das schon“, sagt die 40-Jährige mit einem strahlenden Lächeln. Denn gemeinsam mit dem Vater an technischen Geräten herumzuschrauben, das gefiel ihr schon als Schulanfängerin wesentlich besser als „das, was Mädchen normalerweise so tun“

Und so tut Kerstin Volz auch heute etwas, was „normalerweise“ eher von Männern getan wird: Sie hat an der Philipps-Universität Marburg einen Lehrstuhl für Physik inne, genauer gesagt für experimentelle Halbleiterphysik.

Halbleiter sind die Grundlage für viele elektronische Abläufe und Geräte. Die kleinen Bauteile mit ihrer speziellen Stromleitfähigkeit sind im heutigen Alltag unverzichtbar und allgegenwärtig.

Doch auch wenn sie fast überall sind und ohne sie fast nichts mehr läuft im 21. Jahrhundert: Dass Halbleiter funktionieren, ist nicht selbstverständlich. „Wir stellen hier am Institut neuartige Halbleiter her. Und dann schauen wir nach, ob auch jedes Atom an der richtigen Stelle sitzt“, erklärt Kerstin Volz ihre Arbeit.

Nachschauen, ob Atome an der richtigen Stelle sitzen – was so lapidar klingt, ist in Wirklichkeit eine erstaunliche Errungenschaft. Mit dem Transmissionselektronenmikroskop (TEM) können Kerstin Volz und ihre Mitarbeiter Materialproben so stark vergrößert betrachten, dass zwar nicht die einzelnen Atome, wohl aber die Abstände dazwischen sichtbar werden.

Das Bild, das sich dabei ergibt, gleicht einem Lochmuster. In den freien Räumen zwischen den Atomen ist es dunkel, weil dort beschleunigte Elektronen die Probe durchdringen können. Überall dort, wo ein Atom sitzt, bleibt eine helle Insel, denn dort kommt kein Elektron hindurch.

Von einem Lichtmikroskop, wie es der Normalbürger aus dem Biologieunterricht kennt, ist das TEM allein größenmäßig weit entfernt: „Das, mit dem wir zurzeit in Marburg arbeiten, ist rund vier Meter hoch“, erzählt Kerstin Volz.

Ein so schwergewichtiges und in vielerlei Hinsicht empfindliches Gerät kann denn auch nicht in den alt-ehrwürdigen Mauern des Fachbereichs Physik am Renthof betrieben werden. Es befindet sich auf den Lahnbergen in einem speziell klimatisierten und abgepufferten Raum. Denn wenn Bilder gemacht werden, die wenige Nanometer groß sind, dann wirkt sich jede winzige, für den Menschen nicht wahrnehmbare Erschütterung – etwa durch den Luftzug einer normalen Klimaanlage – verheerend auf die Qualität aus. Genauso verhält es sich mit Veränderungen des Magnetfeldes: „Wenn am Hauptbahnhof eine Elektrolok losfährt, dann merken wir das hier oben an unserem Mikroskop“, erzählt Volz.

Dass man mit dem TEM so tief in die Dinge hineinschauen kann, das fasziniert Kerstin Volz immer wieder. „Und dass man versteht, wie Dinge funktionieren, das ist das Tolle an Physik“, sagt sie.

Vom Klischeebild des verschrobenen Physikers ist die gebürtige Augsburgerin denkbar weit entfernt. Sie erzählt lebhaft und mitreißend, vom Gemüseanbau im eigenen Garten ebenso wie von der Durchdringung der theoretischen Physik, und vermittelt dem Laien den Eindruck, dass das eine wie auch das andere irgendwie erlernbar ist.

Dass die Begeisterung für ihr Fach meist eher auf Jungen überspringt als auf Mädchen, ist in den Augen der Professorin vor allem ein Versäumnis der Gesellschaft: „Wir vermitteln Physik auf eine Art, die eher Jungs anspricht“, ist ihr Eindruck. Immerhin: In Volz‘ Arbeitsgruppe an der Uni liegt der Frauen-Anteil unter den Doktoranden bei 30 bis 35 Prozent, verglichen mit den sonst üblichen 20 Prozent schon beinahe ausgeglichen.

von Sabine Nagel-Horn

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