Das Atomkraftmikroskop (AFM) hat sich, neben seiner Fähigkeit der hochauflösenden Bildgebung, in den letzten Jahren als ein wesentliches Instrument zur Manipulation von Objekten auf der Nanometerskala herausgestellt. Vielversprechende Anwendungen solcher AFM-basierten Handhabungen sind z.B. die Charakterisierung von nanoskopischen Materialien wie CNTs, Holzfibrillen und DNA oder die prototypische Herstellung von Komponenten, Geräten und Systemen die auf diesen Nanoobjekten basieren. Ein wesentliches Problem, dass eintritt wenn das AFM für die Nanomanipulation verwendet wird, stellt die geringe Arbeitsgeschwindigkeit dar. Diese ist durch die rasternde, damit sequentielle, Funktionsweise des AFM induziert. Um diesen Nachteil zu umgehen, hat sich die Automation als ein geeignetes Mittel bewährt, den Durchsatz bei AFM-basierten Nanomanipulationen zu erhöhen und zuverlässigere Ergebnisse zu erzielen. In unseren wissenschaftlichen Arbeiten beschäftigten wir uns zum Großteil mit den folgenden Bereichen: AFM für die automatisierte Nanohandhabung von anorganischen Materialien, AFM für die automatisierte Handhabung von Biomaterialien, AFM für den Aufbau von nanoskopischen elektrischen Schaltungen und zur Lösung von Problemstellungen der Aufbau- und Verbindungstechnik, AFM für die automatisierte Nanolithographie, Entwicklung von Algorithmen für die Korrektur von thermischen Drifteffekten, Kombination von AFM mit Rasterelektronenmikroskop (REM) zu einem vollautomatisiert arbeitenden System. Übersicht der wichtigsten Drittmittelprojekte: NanoBits – Das AFM hat sich zu einem Standardsystem für die Charakterisierung nanoskaliger Materialien entwickelt und wird in den meisten der heutigen Forschungs- und Entwicklungsbereiche eingesetzt. Das NanoBits Projekt hat zum Ziel austauschbare AFM-Spitzen zu ermöglichen, welche auf aktuellen Standard AFM-Spitzen basieren. Dabei soll eine beispiellose Freiheit bei der Wahl der Geometrie entsprechend der jeweiligen Anwendungen gegeben werden. Die NanoBits selbst sind 2-4 µm lange und 120-150 nm dünne Plättchen aus heterogenen Materialien, welche mittels unterschiedlicher Ansätze hergestellt werden. Diese neuartigen Spitzen werden für die Charakterisierung von dreidimensionalen „high-aspect-ratio“ Geometrien und Seitenwandstrukturen mit kritischen Dimensionen, wie z.B. bei nanooptischen photonischen Komponenten und Halbleiter-Architekturen, eingesetzt. Für die erfolgreiche Zukunft der nanoskaligen Anwendungen ist dieser Ansatz eine wesentliche Grundvoraussetzung. FIBLYS ist ein EU-finanziertes Projekt, bei dem ein neues System gebaut wurde, welches die wesentlichen Funktionen für die Nanostrukturierung, Nanomanipulation, Nanoanalytik und Nanobildgebung in einem einzigartigen Werkzeug vereint. Es basiert im Wesentlichen auf einem „Dual-Focused Ion Beam“ System (FIB), einem REM in Kooperation mit einem Rastersondenmikroskop (SPM). Zusätzlich dazu werden alle wichtigen analytischen Fähigkeiten des REM, wie z.B. Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDX), 3D- Electron Backscatter Diffraction Basis (EBSD), Time-of-Flight Mass Spectrometry (TOF-MS), Electron Beam Induced Current (EBIC) oder Kathodolumineszenz (CL), gewährleistet. OrBa-MST - Bondingdrähte aus Holzfasern und DNA – Die Miniaturisierung in der Mikrosystemtechnik stellt große Anforderung an die Verknüpfung von mikroelektronischen und nichtelektronischen Mikrokomponenten zum vollständigen System. Für die elektrische Verbindung von zwei Kontakten (Bonden) werden Drähte benötigt. Aktuelle Größenordnungen von mehreren µm (Kontaktflächen 40µm²) verhindern eine weitere räumliche Miniaturisierung. Um eine weitere Miniaturisierung zu ermöglichen muss die Verwendung von organischen Materialien in Mikro- und Nanosystemtechnik untersucht werden. So kann die elektrische Verbindung zwischen zwei Kontakten durch nanoskopische organische Objekte ermöglicht werden. Statt einen Draht zu führen, sollen Holzfasern und DNA-Stränge durch mikro- bzw. nanorobotische Systeme platziert werden. Die Metallisierung von solchen aufgebrachten Strukturen ist ein weiterer Schritt im neuen Kontaktierungsprozess. Damit wird die Verwendung signifikant kleinerer Strukturen und somit eine wesentlich größere Packungsdichte erreicht. Im Projekt OrBaMST sollten Methoden für den Einsatz von organischen Materialien als Bondingdrähte untersucht und entsprechend ihrer Eignung bewertet werden. Um das Packaging mit organischen Materialien zu ermöglichen, mussten grundsätzliche Fragen nach (i) Vereinzelung, (ii) Handhabung und (iii) Charakterisierung dieser Strukturen beantwortet werden.