Uni Hamburg Fachbereich Physik
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« Praktikum für Fortgeschrittene

Versuch: Rasterkraftmikroskopie

Die Rasterkraftmikroskopie ist eine in Forschungseinrichtungen und industriellen Entwicklungsabteilungen gleichermaßen weit verbreitete Methode zur Oberflächenuntersuchung. Die Anwendungsgebiete reichen von der Abbildung atomarer Strukturen über die Untersuchung biologischer Systeme bis zur Charakterisierung und Qualitätskontrolle technologisch relevanter Oberflächen in der Halbleiterindustrie.

Das Verfahren basiert auf einem "Abtasten" der Oberfläche mit einer feinen Spitze, die an einem Federbalken angebracht ist. Aus der Verbiegung des Federbalkens können lokal Kräfte detektiert werden. Neben der Abbildung der Oberflächentopographie können (ortsaufgelöst) verschieden Eigenschaften einer Probe bestimmt werden wie Elastizität, chemische Reaktivität, Dotierung etc. .

Im Rahmen des Praktikumversuchs soll das Prinzip der Rasterkraftmikroskopie und die verschiedenen Messmodi "begriffen" werden. Außerdem wird der konzeptionell andere Ansatz dieser Nahfeldmikroskopietechnik im Vergleich zur konventionellen Fernfeldmikroskopie (und die daraus resultierenden Stärken und Schwächen) diskutiert. Für die Versuche wird ein kommerzielles Gerät verwendet, das mit Hilfe eines Eichgitters kalibriert wird. Danach wird das Prinzip der Datenspeicherung einer CD an Hand der mit dem Mikroskop abzubildenden Oberflächenstruktur untersucht. Um die vertikale Auflösung der Rasterkraftmikroskopie zu demonstrieren, wird abschließend versucht, monoatomar hohe Stufen auf dem Schichtkristall Graphit abzubilden.