7. August 2019

Dem Nanometer ganz nah - Schüler STM Bausatz an Fachoberschule übergeben
Eine erfolgreiche Projektarbeit an der Fachoberschule Unterschleißheim

Normalerweise dauert es gefühlte Ewigkeiten, bis Entdeckungen oder Entwicklungen der modernen Naturwissenschaften den Weg in die Schulen finden. Manchmal kann es aber auch ganz schnell gehen – wenn viele glückliche Umstände zusammenkommen. Und so in diesem Fall. Da hatte das Kompetenzzentrum für ultrapräzise Oberflächenbearbeitung (CC UPOB e.V.), das auf dem Gelände der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig zuhause ist, Gerätschaften und Materialien fein säuberlich verpackt und weggeräumt, die vor Jahr und Tag einmal für einen Demonstrationsversuch verwendet wurden – einen Table-Top-Versuch, der im Rahmen eines Projekts des CC UPOB entwickelt wurde, um die Funktionsweise eines Rastertunnelmikroskops (STM = Scanning Tunneling Microscope) zu demonstrieren. Aber wie das so ist: Der betreuende Wissenschaftler verließ die PTB und das CC UPOB, der Versuch war verwaist und kein neuer Akteur in Sicht, sich dieser Sache anzunehmen.

Damit hätte die Geschichte ein unbefriedigendes Ende finden können – hätte, denn es kam anders.

Am anderen Ende der Republik beginnt im Sommer 2018 an der Fachoberschule Unterschleißheim (https://fosbos-ush.de/) für den Schüler Julian Prasser (18 Jahre) das letzte Jahr vor seinem Abitur. Vieles steht in diesem Jahr für Julian an, aber auch eines: eine Projektarbeit. Gemeinsam mit seinem Lehrer, Dr. Dieter Schlögl, verfallen sie auf die Idee, sich eine Projektarbeit aus dem modernen Gebiet der Nanophysik zu suchen. Man recherchiert hier und da und findet schließlich im Web einen Hinweis auf das besagte Demonstrationsexperiment des CC UPOB. Erste Kontakte werden geknüpft, ein paar Gespräche geführt, E-Mails getauscht. Und dann geht, dank einer engagierten UPOB-Geschäftsstelle, alles ganz schnell: Die fast schon vergessenen STM-Materialien und -Einzelteile werden transportsicher verpackt und nach Unterschleißheim verschickt. Und dort erwachen sie zu neuem Leben.

Julian Prasser gelingt es, die Teile wieder zu einem Ganzen zu fügen. Er stöbert den ehemaligen PTB-Betreuer des Experiments (der mittlerweile selbst Lehrer an einer Brauschweiger Schule ist) auf, und findet bei ihm Rat und Tat, die er noch braucht, in diesem Fall eine neue Programmierung der Schnittstelle zwischen Experiment und Computer. Schließlich ist alles beisammen, was für den Blick in die Nanowelt nötig ist: Und mit viel Elan und Engagement steht am Ende einer mehrmonatigen Projektarbeit ein Rastertunnelmikroskop, das wieder das tut, wofür es da ist: einen nanometergenauen Blick auf Oberflächen zu werfen.

Die PTB und UPOB sagen: Herzlichen Glückwunsch für eine erstklassige Seminararbeit: „Aufbau, Optimierung und Inbetriebnahme eines Rastertunnelmikroskops zur Visualisierung topgrafischer Oberflächenstrukturen“.
Lieber Julian, weiterhin alles Gute mit und jenseits der Physik.

Beschreibung der Bilder

Bild 1: V.l.n.r.: Dr. Dieter Schlögl (FOS), Julian Prasser (FOS), Heiko Klawitter (CC UPOB e.V.)
Bild 2: Übersicht der einzelnen STM-Komponenten (Überwacht von "Nanos - dem Zwerg")
Bild 3+4: Gespräch über das STM- und die Software
Bild 5a: STM-Aufbau im Detail
Bild 5b: STM-Piezo-Scaneinrichtung im Detail
Bild 5c: Ätzvorrichtung für die STM-Messspitzen
Bild 5d: STM-Messergebnis der FOS

Schüler-STM
Von der PTB zur Fachoberschule Unterschleißheim
Text erstellt durch:
H. Klawitter (CC UPOB e.V.), J. Simon (PTB), 7. August 2019