Vorlesung Nanostrukturphysik I Begriffsbestimmung Wintersemester 2015/2016 PD Dr. M. Koblischka
Begriffsbestimmung (Teil 1) WS 2015/16 2. Begriffsbestimmung Seite 2
Technologie J. Beckmann, 1769: Wissenschaft, welche die Verarbeitung der Naturalien lehrt Früher: Eingeschränkt auf Verfahrenskunde Heute: Häufig im Sinne von Technik WS 2015/16 2. Begriffsbestimmung Seite 3
nanos (gr): Kleiner alter Mann, Zwerg nano = 10-9 0,000000001 Nanogramm, Nanosekunde, Nanoliter, Nanometer,... 1nm = 1 1.000.000 mm = 1 1.000.000.000 m WS 2015/16 2. Begriffsbestimmung Seite 4
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Größen und Zahlen WS 2015/16 2. Begriffsbestimmung Seite 8
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1000 km WS 2015/16 2. Begriffsbestimmung Seite 11
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Hand Weißes Blutkörperchen 10 Zentimeter 1 Zentimeter 1 Millimeter 100 Mikrometer 10 Mikrometer 1 Mikrometer 100 Nanometer 10 Nanometer 1 Nanometer WS 2015/16 2. Begriffsbestimmung Seite 13
Der Nanometermassstab Haar 0,01 mm 10 µm 10.000 nm 1nm = 10-9 m Mensch 2 m 2.000 mm 2.000.000 µm 2.000.000.000 nm Zelle ca. 0,01-0,1mm ca.10-100 µm 10.000-100.000 nm Zentrosom 1µm 1.000 nm DNA-Doppelhelix ca. 2,5 nm Atom 0,1nm WS 2015/16 2. Begriffsbestimmung Seite 14
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Dimensionen im Nanokosmos WS 2015/16 2. Begriffsbestimmung Seite 17
10-9 10 9 WS 2015/16 2. Begriffsbestimmung Seite 18
Dimensionen im Nanokosmos 2.000.000.000.000.000.000.000 Moleküle in einem Stück Würfelzucker 15 Zuckermoleküle auf jedem mm 2 der Erdoberfläche WS 2015/16 2. Begriffsbestimmung Seite 19
Dimensionen im Nanokosmos WS 2015/16 2. Begriffsbestimmung Seite 20
Begriffsbestimmung (Teil 2) WS 2015/16 2. Begriffsbestimmung Seite 21
Was ist Nanotechnologie nicht? Eine neue Möglichkeit zur weiteren Miniaturisierung Alles, was mit Objekten zu tun hat, die kleiner sind als 1 µm WS 2015/16 2. Begriffsbestimmung Seite 22
Befund aus der Nanostrukturforschung: Sehr kleine Objekte verhalten sich qualitativ und quantitativ anders als große WS 2015/16 2. Begriffsbestimmung Seite 23
Materialeigenschaften I WS 2015/16 2. Begriffsbestimmung Seite 24
Worin besteht Nanotechnologie? In der Erzielung spezifischer Funktionalitäten durch einen kausalen Zusammenhang zwischen der jeweiligen Funktionalität und der Verkleinerung auf charakteristische strukturelle Abmessungen, die in zwei Dimensionen 100 nm unterschreiten WS 2015/16 2. Begriffsbestimmung Seite 25
Konsequenzen der Definition: Bewusste Nutzung der Größe Ausschluss von Atom- und Molekülphysik sowie Mikrotechnologien Ausschluss der Dünnschichttechnologie Klassische Nanotechnologie, wie die Kolloidchemie, ist nicht per se ausgeschlossen WS 2015/16 2. Begriffsbestimmung Seite 26
Restriktive Bedeutung: Weitgehende Zugriffsmöglichkeit auf die Bestandteile eines Nanoobjekts Bottom-up-Ansatz: Atomarer, molekularer oder supramolekularer Aufbau WS 2015/16 2. Begriffsbestimmung Seite 27
Xenonatome auf einer Nickeloberfläche D. M. Eigler, E. K. Schweizer, IBM WS 2015/16 2. Begriffsbestimmung Seite 28
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Von oben nach unten oder umgekehrt? WS 2015/16 2. Begriffsbestimmung Seite 31
MAKRO mm MIKRO µm NANO nm 1940 1960 1980 2000 2020 WS 2015/16 2. Begriffsbestimmung Seite 32
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Top down versus bottom up WS 2015/16 2. Begriffsbestimmung Seite 40
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Von der Natur lernen WS 2015/16 2. Begriffsbestimmung Seite 46
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Biologische Selbstorganisation WS 2015/16 2. Begriffsbestimmung Seite 48
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Interdisziplinarität WS 2015/16 2. Begriffsbestimmung Seite 50
l u WS 2015/16 2. Begriffsbestimmung Seite 51
Konsequenzen der Mißkommunikation WS 2015/16 2. Begriffsbestimmung Seite 52
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Top down und die Elektronik der Zukunft WS 2015/16 2. Begriffsbestimmung Seite 60
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FIB-fabricated marker TEM slice WS 2015/16 2. Begriffsbestimmung Seite 63
Gas-assisted deposition Gas-assisted FIB etching WS 2015/16 2. Begriffsbestimmung Seite 64
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Nanostrukturphysik I Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. 2. Begriffsbestimmung