500-Euro-Rastertunnelmikroskop
500€ - Rastertunnel - Mikroskop
Dieses Wiki dient der Sammlung und laufenden Ergänzung aller Informationen, die benötigt werden, um ein funktionsfähiges Rastertunnel-Mikroskop (STM) mit einem Materialaufwand von maximal 500€ zu bauen.
Inhaltsverzeichnis
Funktionsweise des STM
Wie funktioniert ein STM, grundlegende Kenntnisse über die Physik hinter einem STM und Erklärung der Betriebsweise
Konstruktion des STMs
Der Aufbau des STMs wird im unteren Teil in verschiedene Bereiche aufgegliedert. So lässt sich die Steuerung und Datenverarbeitung von der eigentlichen Messmechanik abgrenzen, somit ergeben sich Steuerungs- und Scaneinheit. Weiter werden diese Einheiten in unter Kategorien differenziert. So lässt sich jedes Element anhand eines Kapitels aufbauen und die Eingliederung in den Gesamtaufbau findet sich dann entweder direkt auf der Seite oder bei aufwändigeren Arbeiten unterhalb des Abschnitts als eigene Seite verlinkt.
Übersicht über den Aufbau
Steuerungseinheit
Unter Steuerungseinheit werden die Bauteile des STMs zusammengefasst, die für die Steuerung und Auswertung der Daten verantwortlich sind. Die Randbedingungen hierzu sind:
- Einfacher Aufbau, auch von Schülern und Physiklehrern möglich
- Keine Verwendung von schwer beschaffbaren Spezialteilen
- Kosten so niedrig wie möglich
Microcontroller
Piezo-Treiber
Vorverstärker
Software
Da die Software durchaus kompliziert ist, sind in dem Wiki direkt nur Anweisung zur Installation und oberflächliche Eingriffe, um beispielsweise Messparameter ändern zu können, beschrieben. Ausführlichere Dokumentationen und Informationen finden sich in dem Quellcode. Installation
Stromversorgung
Stromversorgung für Piezo Treiber und Vorverstärker:
Stromversorgung T&V
Stromversorgung für den Bias-Strom:
Stromversorgung B
Scaneinheit
Die Scaneinheit besteht aus den Bauteilen, die mechanisch an der Ausführung des Scans beteiligt sind.
Gehäuse
Scankopf
Piezoelement:
Piezoelement
Spitze:
Spitzen
Probenhalter
Dämpfung
Zusammenführung der Module
Installation des Scankopfes am Gehäuse
Installation des Probenhalters am Gehäuse
Zusammenbau von Scaneinheit und Steuereinheit
Verkabelung Befestigung des Vorverstärkers
Bedienung des STM
Für die Bedienung des STM ist es wichtig gute Proben herstellen und präparieren, die Spitzen wechseln, Ausführung des Scans und eine Nachbereitung der Daten herstellen zu können. Daraus ergibt sich folgende Unterteilung:
Proben
Spitzenwechsel
Bedienung der Applikation
Nachbearbeitung der Daten
Zum wiederfinden inaktueller Seiten:
Datenmüll
