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.

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 an 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

Computer

Piezo-Treiber

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

Mechanischer Aufbau
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

Bspw.:

Verkabelung der beiden Einheiten
Stromversorgung

etc.

Bedienung des STM

Proben

Spitzenwechsel

Bedienung der Applikation

Bedienung

Nachbearbeitung der Daten

Zum wiederfinden inaktueller Seiten: Datenmüll

Intern: Hilfen zu MediaWiki

500-Euro-Rastertunnelmikroskop

Inhaltsverzeichnis