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Bausatz eines Rasterkraftmikroskops

Die Messung der Geometrie von Mikro- und Nanostrukturen ist für die Nanotechnologie wichtig, da die physikalischen und chemischen EigenschPrinzip AFM (Bild: Danzebrink)aften kleiner Objekte unmittelbar durch deren Abmessungen beeinflusst werden. Eine direkte Untersuchung dieser Strukturen stellt allerdings eine Herausforderung dar, da selbst Lichtmikroskope keinen direkten Blick auf die Feinheiten erlauben. Stattdessen geschieht deren Untersuchung mit so genannten Rasterkraftmikroskopen. Diese verwenden Nanometer-feine Messspitzen, um die Oberflächen zeilenweise abzurastern. Im Computer werden diese Informationen als Zahlenmatrix abgelegt und zu einem dreidimensionalen Bild zusammengesetzt.

Basierend auf den Erfahrungen im Bereich der Mikroskopentwicklung wurden in der PTB Rasterkraftmikroskope entwickelt, die aufgrund ihres didaktisch orientierten Geräteaufbaus und des einfachen Betriebs für den Einsatz in Schulen und anderen Ausbildungseinrichtungen geeignet sind. Ziel der Arbeiten ist die Bereitstellung eines kostengünstigen Mikroskop-Bausatzes sowie die Zusammenstellung von Vorschlägen für Experimente, die gemeinsam mit den Schulen erarbeitet werden. Erste Kooperationen mit Schulen laufen bereits sehr erfolgreich.

AFM Prototyp

Bevor die Schüler jedoch die eigentlichen Experimente und Messungen zur Klärung physikalischer, biologischer oder chemischer Fragestellungen mit den Mikroskopen durchführen können, sind die Geräte zunächst aufzubauen. Hierbei erlangen die Kinder und Jugendlichen praktische Erfahrungen in den Gebieten Feinmechanik, Elektronik und Computer-Programmierung. Gerade dieses Zusammenspiel der verschiedenen Disziplinen spiegelt das wieder, was die Nanomikroskopie und die Nanotechnologie für die Ausbildung so wertvoll macht: die interdisziplinäre Vorgehensweise.

Das Rasterkraftmikroskop wird zur Zeit erprobt und ist als Bausatz noch nicht verfügbar.

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