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Nanoscience Practical Course

Abbildung und Nanostrukturierung mit dem Rastertunnelmikroskop

Lernen Sie, wie man mit einem Rastertunnelmikroskop leitfähige Oberflächen atomgenau abbildet und kontrolliert manipuliert!

Anforderungen

ACHTUNG: Für diesen Versuch ist die erfolgreiche Teilnahme an der Vorlesung "Physik IV" (Festkörperphysik) unbedingt notwendig!

Ort

Forschungsgruppe Rastersondenmethoden
(Prof. Dr. R. Wiesendanger)
www.nanoscience.de

Universität Hamburg
Campus Jungiusstraße
Gebäude 9A, Raum 102

Betreuer

Im Wintersemester: Dr. Stefan Krause

Im Sommersemester: Dr. Jens Wiebe

Kurzbeschreibung

In diesem Versuch wird die grundlegende Handhabung eines Rastertunnelmikroskops vermittelt. Nachdem aus einem Draht eine Spitze gerissen und eine saubere Probenoberfläche mittels Klebestreifen-Abziehen hergestellt wurde, werden Spitze und Probe in das Rastertunnelmikroskop eingesetzt und in Tunnelkontakt gebracht. Nach einer kurzen Einführung in die Bedienung der Steuerungssoftware nehmen Sie ein erstes Übersichtsbild auf, um die Reinheit der Oberfläche zu überprüfen. Danach generieren Sie lokal Spannungspulse zwischen der Spitze und der Probe, um bei geeigneten Parametern dreieckige Nano-Löcher auf der Probenoberfläche zu erzeugen, die nur wenige Atomlagen tief sind. Während Sie eine Serie von Rastertunnelmikroskopie-Bildern erstellen, beobachten und untersuchen Sie das Wachstum der Löcher bei unterschiedlichen Tunnelparametern. Aus den experimentellen Daten können Sie dann auf die physikalische Ursachen des Lochwachstums schließen und Ihr neu gewonnenes Wissen einsetzen, um gezielt Nanostrukturen in die Oberfläche zu „schreiben“. Die Experimente werden dabei unter Umgebungsbedingungen auf einem schwingungsisolierten Tisch an Luft durchgeführt, was einen direkten und unkomplizierten Zugang zum Instrument ermöglicht.