Grenzflächendeterminierte Systeme
"Das Volumen des Festkörpers wurde von Gott geschaffen,
seine Oberfläche aber wurde vom Teufel gemacht."

Dieser Ausspruch wird dem Physiker und Nobelpreisträger
Wolfgang Pauli zugeschrieben und soll unmissverständlich
klar machen, dass eine Oberfläche der wohlgeordneten und
gut verstandenen Welt der Festkörper klare Grenzen setzt.

Der am 25. April 1900 in Wien geborene, frühreif-geniale
Physiker wurde Professor in Hamburg (1926) und Zürich
(1928). 1940 - 46 arbeitete Pauli in den USA am „Institut
for Advanced Study“ in Princeton. 1924 entdeckte er das
Ausschließungsprinzip (Pauli-Prinzip), wofür er 1945 den
Nobelpreis für Physik erhielt. 1946 kehrte er nach Zürich
zurück, wo er am 15. Dezember 1958 starb.

Unter der Oberfläche eines insbesonders kristallinen Fest-
körpers versteht man den Bereich, in dem die geometrische
und elektronische Struktur sich merklich von der des Fest-
körpervolumens unterscheidet; das sind im Wesentlichen
einige wenige Atomlagen von der Oberfläche aus gezählt.
Tatsächlich führt die Existenz von Oberflächen zu neuen
physikalischen Eigenschaften, die sich von denen des Volu-
mens eines Festkörpers grundlegend unterscheiden.
Verkleinert man in einem Mehrphasensystem das Volumen
einer festen, möglicherweise partikulären Phase, so nimmt
deren Oberfläche im Verhältnis zum Volumen drastisch zu
und die Oberfläche der Phase gewinnt an Einfluß auf die
makroskopischen Materialeigenschaften, bis man letztendlich
zu Systemen gelangt, die nahezu ausschließlich von diesen
Grenzflächen dominiert werden (grenzflächendeterminierte
Systeme). Ist man in der Lage, solche Grenzflächen zu modi-
fizieren und zu kontrollieren, so kann man Materialien ver-
besserte, zum Teil gänzlich neue Eigenschaften verleihen.

Diese Effekte macht man sich in der sog. Nanotechnologie
zu Nutze, in der man Strukturgrößen bearbeitet, die weniger
als 100 Milliardstel Meter darstellen.