Christoph Gerber – ein Leben für die Nanowissenschaften
Heute vor 40 Jahren veröffentlichten Gerd Binnig, Carl Quate und Christoph Gerber die Erfindung des Rasterkraftmikroskops. Auch mit 83 Jahren gibt Christoph Gerber seine Begeisterung für dieses besondere Mikroskop weiter, das die Erforschung der Nanowelt überhaupt erst möglich gemacht hat.
03. März 2026 | Christine Möller
Prof. Dr. Dr. h.c. Christoph Gerber ist fast jeden Dienstag am Departement Physik der Universität Basel anzutreffen. Die Forschung und Anwendungen rund um Rasterkraftmikroskopie und Cantilever faszinieren ihn nach wie vor. Dass er einmal ein preisgekrönter Physiker werden würde, hätte er sich als Kind allerdings kaum vorstellen können.
1942 in Basel geboren, fühlte er sich der Universität Basel schon früh verbunden – die Wiese am Petersplatz vor dem Kollegienhaus war sein Spielplatz. Gleichzeitig entdeckte er seine Leidenschaft für Bücher und verbrachte heimlich so manche Nacht mit Lesen. Besonders Biografien von Naturwissenschaftlern beeindruckten ihn. «Charaktere wie Michael Faraday, der die Arbeiten grosser Wissenschaftler als Buchbinder nicht nur band, sondern auch las und experimentell nachvollzog, haben mir enorm imponiert», erinnert er sich.
Zunächst dachte Gerber jedoch nicht daran, selbst Wissenschaftler zu werden. Er absolvierte eine Ausbildung zum Feinmechaniker und begann seine Karriere bei der Schweizer Firma Contraves, die Instrumente und Messsysteme entwickelte.
Im Team zum Erfolg
1966 zog es ihn an das IBM Forschungszentrum in Rüschlikon – eine Entscheidung, die seine Karriere nachhaltig prägen sollte. Dort arbeitete er eng mit dem späteren Nobelpreisträger Dr. Heinrich Rohrer zusammen. Als dann der junge Physiker Dr. Gerd Binnig zum Team stiess, tüftelte Gerber vor allem an den technischen Hürden zur Realisierung des Rastertunnelmikroskops (STM für Scanning Tunneling Microscope).
1981 kam der Durchbruch. Das Wissenschaftlerteam von Rohrer, Binnig, Gerber und dem später ins Team gekommenen Forschungsassistenten Edmund Weibel konnte belegen, dass zwischen der nur nanometergrossen Spitze des Mikroskops und einer leitenden Probe ein Tunnelstrom fliesst, der dazu dienen kann, ein atomares Bild der Oberfläche zu errechnen.
Die wissenschaftliche Welt reagierte zunächst unterschiedlich. Während sich bei IBM die Türen für weitere Forschungsmittel öffneten, lehnte das renommierte Wissenschaftsjournal «Physical Review Letters» eine erste Publikation ab – das Mikroskop sei zwar ein technisches Juwel, bringe wissenschaftlich jedoch keine Neuerung. Die Forschenden liessen sich jedoch nicht entmutigen und entwickelten das Rastertunnelmikroskop weiter. Binnig und Rohrer erhielten 1986 dafür den Nobelpreis.
Viel zitierte Publikation
Im selben Jahr veröffentlichte Gerber zusammen mit Binnig und Quate eine weitere bahnbrechende Arbeit: die Erfindung des Rasterkraftmikroskops.
«Uns hatte gestört, dass man mit dem STM nur leitende Oberflächenstrukturen analysieren kann», berichtet Gerber. «Daher arbeiteten wir tage- und nächtelang an der Idee, statt des Tunnelstroms die Kräfte zu messen, die beim Abtasten einer Probe auf die winzige Mikroskopspitze wirken.»
Dieser Ansatz, der nun genau 40 Jahre zurückliegt, erwies sich als enorme Erfolgsgeschichte. Die 1986 in «Physical Review Letters» veröffentlichte Publikation gehört heute zu den meistzitierten Artikeln der Zeitschrift und hat neue Wege in den Nanowissenschaften, der Physik, Chemie, Biologie und Medizin eröffnet.
Rückblickend fasst Christoph Gerber zusammen: «In dem damals noch jungen Gebiet der Nanotechnologie hat die Erfindung der Rasterkraftmikroskopie zu einem Paradigmenwechsel beim Verständnis und der Wahrnehmung von Materie auf ihrer grundlegendsten Ebene geführt. Das AFM kann Materialien mit beispielloser Auflösung abbilden, untersuchen und manipulieren und lässt sich vielseitig mit anderen Technologien kombinieren. Das hat es zu einem der leistungsfähigsten und vielseitigsten Werkzeuge in den Nanowissenschaften gemacht, von dem sich nach wie vor Forschende weltweit inspirieren lassen.»
Entwicklung geht weiter
Nach der Veröffentlichung folgten international geprägte Jahre. Gerber arbeitete unter anderem am IBM Forschungszentrum, an der Stanford University sowie an der LMU in München, instruierte zahlreiche Kolleginnen und Kollegen in der Anwendung der neuartigen Mikroskope, betreute Nachwuchsforschende und hielt weltweit Vorträge.
Bald erkannte er zudem, dass auch die im Rasterkraftmikroskop verwendeten Federbalken grosses Potenzial besitzen. «Bestückt man diese mit Molekülen, lässt sich messen, wenn Verbindungen aus einer Testlösung daran binden», erklärt er.
«Damit steht uns ein winziges diagnostisches Werkzeug zur Verfügung, das schnell und kostengünstig kleinste Mengen verschiedenster Substanzen nachweisen kann.» Die Anwendungen reichen vom Nachweis spezifischer Moleküle und Mikroorganismen bis hin zu hochsensitiven Sensoren für magnetische oder elektrische Felder.
Ende der 1990er-Jahre begann für Christoph Gerber eine neue Ära. Er liess sich bei IBM pensionieren und wurde Projektleiter und Direktor für wissenschaftliche Kommunikation beim neu gegründeten Nationalen Forschungsschwerpunkt (NFS) Nanowissenschaften. Aus diesem NFS ging 2006 das Swiss Nanoscience Institute SNI hervor, in dem sich Gerber dann ebenfalls über Jahre hinweg engagierte und dessen Ehrenmitglied er seit 2017 ist.
Teamwork und Ausdauer
Durch seine Pionierarbeiten ist Christoph Gerber ein international hochgeschätzter Wissenschaftler geworden. Ehrendoktorwürden, Ehrenprofessuren sowie Auszeichnungen wie der Kavli-Preis in Nanowissenschaften, der «Lifetime Achievement Award» des Journals «Nature», der Albert Einstein World Award of Science oder die Ernennung zum Citation Laureate Physics durch Clarivate belegen dies.
Christoph Gerber betont, dass Wissenschaft eine gemeinschaftliche Aufgabe ist: «Sie ist das Ergebnis von mehr als 50 Jahren Leidenschaft, Engagement und Ausdauer sowie ungebrochener Neugier.» Auf die Frage nach seinem Karrierecredo antwortet er: «Es ist auch sehr wichtig, Dogmen zu hinterfragen und in Frage zu stellen, seinen eigenen Weg zu gehen, und hart daran zu arbeiten, seine Vision zu verwirklichen. Eine entscheidende Rolle auf meinem Weg haben auch die Teams aus Mentoren, Kolleginnen und Kollegen und Unterstützenden gespielt.»
