Rastersonden und Sensoren

Vorlesung und Übungen im Masterstudengang Physik
Termin der VL+Üb: Dienstag, 14.55-16.30, 16.35-17.20
Beginn: 1.11.2010
Ort: Physikzentrum, Mendelssohnstr. 3, MS 3.3

Dozent: P. Lemmens
Institut für Physik der Kondensierten Materie
TU Braunschweig
 

Ankündigungen zur Vorlesung:

 

Zusammenfassung:

Rastersondenmethoden (z.B. das Rastertunnelmikroskop), sind herausragende Methoden zur lateralen Untersuchung von Oberflächen. Es können z.B. die Topologie, chemischer Zusammensetzung und elektronischen Anregungen erfasst werden. Weiterhin können Atome oder Moleküle manipuliert, verschoben und chemische Reaktionen induziert werden. Verwandte Methoden sind die Rasterkraftmikroskopie und die Rasternahfeldmikroskope, in denen Reibung oder das Nahfeld elektromagnetischer Strahlung ausgenutzt wird, um Informationen über einzelne oder wenige Moleküle zu sammeln. In dieser Vorlesung werden verschiedene Rastersondenmethoden vorgestellt und mit Beispielen diskutiert. Zu Beginn der Vorlesung erfolgt eine Einführung in die Physik nanoskaliger Systeme und ihre Herstellung/Charakterisierung.

Wir stellen u.a. auch unser Konzept und erste Ergebnisse zu unserem Raster-Raman-Spektrometer vor.

 

Gliederung:

  1. Physik in kleinen Dimensionen
     
  2. Beugungsmethoden
     
  3. Ortsaufgelöste Methoden
     
  4. Nanotools
     
  5. Herstellung und Modifikation von Oberflächen
     
  6. Nanoskalige Systeme
     
  7. Anwendungen

 

Weitere Hinweise zur Vorlesung:

bulletIn diesem Semester wird von den Dozenten des IPKM auch ein Seminar mit vergleichbaren Fragestellungen angeboten.

 

Allgemeine Literaturhinweise:

Einführung:

bulletWaser, Rainer (Hrsg.), Nanoelectronics and Information Technology, Wiley-VCH

Rastermethoden:

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Scanning tunneling microscopy - from birth to adolescence, G. Binnig and H. Rohrer, Rev. Mod. Physics 59, (1987), 615.

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Near-field optics and control of photonic crystals, A.F. Koenderink, R. Wüest, B.C. Buchler, S. Richter, P. Strasser, M. Kafesaki, A. Rogach, R.B. Wehrspohn, C.M. Soukoulis, D. Erni, F. Robin, H. Jäckel, V. Sandoghdar, Photonics and Nanostructures – Fundamentals and Applications 3 (2005) 63–74

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Nanoscale Probing of Adsorbed Species by Tip-Enhanced Raman Spectroscopy, B. Pettinger, B. Ren, G. Picardi, R. Schuster, and G. Ertl, PRL 92, 096101 (2004).

 

 

Inhaltsübersicht:

 

Themenschwerpunkte:

  1. Carbon-Nanotubes und andere Nanosysteme
     
  2. Ortsaufgelöste Methoden
    Übersicht der Rastersondenmethoden und ihrer Funktionsprinzipien: Rastertunnel-, Rasterkraftmikroskopie, Nahfeld- und aperturloses Nahfeldmikroskop, Vergleich mit der Rasterelektronenmikroskop (REM).
     
  3. Nanotools
    Bewegung und Reibung auf kleinen Längenskalen, Piezoelektrizität und Trägheitsmotoren, verschiedene Realisierungen von Grobannäherung und Abstandsregelung in Rastermethoden.

    Literaturhinweise und Links:
    - www.attocube.com
    - www.nanoscience.com
    - http://en.wikibooks.org/wiki/Nanowiki

     
  4. Herstellung und Modifikation von Oberflächen
    Wachstum und Modifikation von Oberflächen und dünnen Filmen, Strukturierung, atomare Modifikation
     
  5. Nanoskalige Systeme
    Selbstorganisation vs. Strukturierung kleiner Systeme

     
  6. Anwendungen
     Aus der Nanotechnologie, Biologie und Molekülphysik
     

 

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p.lemmens-at-tu-bs.de, letzte Änderung: 17.10.2011