Autogenereret indholdsfortegnelse tager ikke alle overskrifter med.

Dette er en bid af en elevopgave. Selv om flere overskrifter er markeret som overskrift 1/2, vises de ikke i indholdsfortegnelse (opdateret;o). Jeg har slettet nogle billeder, som var forankret i teksten (og dem vil eleven selvfølgelig gerne beholde), og har en mistanke om, at det er det, der laver ballade.  Hvis man kopierer nedenstående over i word, genererer overskrifter og laver en ny indholdsfortegnelse, flytter problemet med. Kan nogen hjælpe?

Indhold

Indledning. 1

1. Atomic Force Microscopy. 1

Indledning

Siden dens opfindelse i 1986 er Atomic Force Microscopy blevet standard værktøjet til kortlægning af overflader. Ikke bare hvilke som helst overflader, med overflader så mikroskopiske, at vi ikke kan se dem med almindelige lysmikroskoper. AFM er altså brugbart indenfor nano-verdenen, som i sig selv indeholder

1. Atomic Force Microscopy

n simpel version af AFM er vist i figur 1[1]. Her ses de vigtigste komponenter i mikroskopet. Cantileveren er kernen i AFM, da den er i kontakt med prøven via. spidsen. Cantileverens bevægelse over overfladen opfanges vha. laseren og detektoren. Detektoren er også forbundet til et ”feedback” element som kan justere cantileverens bevægelse. Da man ikke kan styre cantileveren manuelt, indstiller man feedback elementet til fx at holde afstanden mellem spidsen og prøven konstant. Prøven er placeret på en ”xyz scanner” som er et piezoelektrisk element, der vha. spændingssignaler kan justere prøven i tre dimensioner, i forhold til spidsen. Begge disse elementer bruges til at følge cantileverens bevægelse, idet de typografiske billeder dannes ud fra denne, hvilket sker på følgende måde: detektoren opfanger cantileverens bevægelse vha. laseren, og hvis der sker et udsving i bevægelsen vil den også opfange det. Disse udsving sendes videre til feedback elementet, som oversætter udsvinget til spænding signaler som bruges at piezoelementerne til at Egenoprette bevægelsen. Signalerne sendes også videre til det system AFM’et e forbundet til (fx en computer) som dernæst oversætter signalerne til binære tal. Dette forklares yderligere i 2.2. Overstående er en enkel model for AFM og der findes mange versioner. Cantileverens bevægelse og placering i forhold til prøven afgør hvilken type AFM’et operere i. Den første vi beskæftiger os med, er contact mode.

1.1 Contact mode

I contact mode befinder cantileveren sig så tæt på prøven, at den er i ”kontakt” med den. Afstanden er typisk mindre en 0.5nm hvilket betyder, at proben bevæger sig med hensyn til prøvens typografi, lidt som en finger der stryger henover blindskrift. Dette er princippet i AFM, men pga. frastødende kræfter vil de aldrig være i komplet kontakt. I contact mode kan man indstille xyz-scanneren og feedback elementet til enten at holde cantileverens højde over prøven konstant, kaldes constant height, eller ved at holde kraften mellem spidsen og prøven konstant, kaldes constant force. Som det ses på figur 2a, som viser constant height, er denne metode ikke brugbar hvis prøven er for ujævn. Derfor er det ofte constant force der benyttes, og som ses ved figur 2b. Her styres cantileveren af feedback, som sammen med piezo-elementet kan justere kraften, der opstår mellem spidsen og prøven. På nano-skala er kræfter som tyngdekraften ikke væsentlige at tage i betragtning da man i stedet kigger på de kræfter, der er alt afgørende mellem atomer, altså de kræfter der dominere deres interaktion. En sådan kraft kunne være Van der Waals kræfter, der virker som den tiltrækkende kraft mellem spids og prøve, hvis afstanden er tilstrækkelig stor. Når afstanden mindskes vil spidsen frastødes af prøven og dette kan forklares med Paulis udelukkelses princip[2]. I constant force, er det påvirkningen af overnævnte kræfter der får cantileveren til at afbøjes og dermed give udsving, som oversættes til et typografisk billede. Contact mode og kræfterne beskrives yderligere i afsnit .

1.2 Hvorfor AFM?

AFM kan operere i samme omgivelser som andre mikroskoper, dog kan dens teknologi danne billeder fra nano-verdenen. For at vise hvilke fordele AFM har, kan den sammenlignes med et lysmikroskop. Denne udnytter et udsnit af det elektromagnetiske spektrum og er derfor afhængig af bølgelængder. Grænsen for lysmikroskoper ligger på 0.2 mikrometer (10-7m)[3] hvilket betyder at objekter som befinder sig på nanometer-skalaen (10-9) ikke kan ses. For at nå ned til nano-skala kan man derfor benytte AFM, og som beskrevet i indledningen, så er nano-verdenen ikke bare utroligt småt, men fyldt med alverdens muligheder. Et eksempel på hvornår nanoteknologi virkelig kan gøre en forskel for os, kan tydeligt ses ved blot at kigge på datalagringsmetoder og optiske medier

2. Datalagring

Dette afsnit vil beskrive opbyggelsen af en CD og hvordan nanoteknologi udnyttes ved både lagring og aflæsning af information på disken. Afsnittet fokuserer mest på aflæsning af information vha. bølgeinterferens og hvordan binære tal bruges.

[1] http://afmhelp.com/images/stories/afm\_scheme.png

[2] https://institut2a.physik.rwth-aachen.de/de/teaching/praktikum/Anleitungen/Versuch_AFM_v4_engl.pdf side 3

[3] https://www.sciencelearn.org.nz/resources/497-the-microscopic-scale