Andere

Protokoll zur Rasterkraftmikroskopie

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Kurs
Praktika (PHYBP05)

Hochschule
Universität Regensburg (UR)

- Theorie zur Rasterkraftmikroskopie und der dafür nötigen Festkörperphysik - Durchführung und Dokumentation von Messungen - Inkl. Quellen-/Literaturabgaben - Bereits von Dozenten bewertet

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Rasterkraftmikroskopie

Versuch im Rahmen des Fortgeschrittenenpraktikums

Sommersemester 2023

von Leonhard Steiner und Lukas Ritzer

,Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung 3

2 Theoretische Hintergründe 4

2.1 Versuchsaufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2.2 Funktionsweise der Komponenten und Messverfahren . . . . . 5

2.2.1 Der Cantilever . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2.2.2 Verbiegung des Cantilevers, der Detektionsmechanismus 6

2.2.3 Grobannäherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.2.4 Rastermechanismus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.3 Betriebsmodi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.3.1 Statischer Modus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.3.2 Dynamischer Modus mit Amplitudenmessung . . . . . 8

2.3.3 Dynamischer Modus mit Frequenzmessung . . . . . . . 9

2.4 Vorherrschende Kräfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.4.1 Van der Waals-Wechselwirkung . . . . . . . . . . . . . 10

2.4.2 Magnetische und elektrostatische Wechselwirkung . . . 11

2.4.3 Chemische Bindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.4.4 Repulsive Kräfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.4.5 Lennard-Jones-Potential . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.4.6 Kontaktkräfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

, 2.5 Der gedämpfte, harmonische Oszillator . . . . . . . . . . . . . 14

2.6 Datenspeicherung auf CDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3 Versuchsdurchführung 17

3.0.1 Charakterisierung des Cantilevers . . . . . . . . . . . . 17

3.0.2 Überprüfung der Kalibrierung des Geräts in x, y, z . . . 18

3.0.3 Spektroskopie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

3.0.4 Bestimmen des Spur-Abstands und der Kapazität der
CD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

4 Fazit 27

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