Nanotechnologie in der Schule - Prof. Dr. Thomas Wilhelm

4 Allgemeines zum Rastertunnelmikroskop
Vorzeichen, die sich aufgrund der Symmetrie genau aufheben. Die an der Oberfläche ge-
bildete Ladung Q kann man folgendermaßen bestimmen:
Q = k · A · p (4.62)
wobei p der Druck auf die Fläche A ist. k ist ein piezoelektrischer Koeffizient.
Diese Oberflächenladung entsteht durch gegenseitige Verschiebung der Atome und somit
der Ladungen in Kristall, sobald auf diesen eine Kraft F ausgeübt wird.
Die Lage der Druckachse zur polaren Achse des Kristalls spielt eine maßgebliche Rolle. In
diesem Zuge unterscheidet man zwischen einem longitudinalen und transversalen Effekt
(siehe Abbildung 4.21).
Abb. 4.21: Piezoelektrischer Effekt in longitudinaler (a) und transversaler Richtung
(b). (c) zeigt eine Anordnung mit erhöhter Empfindlichkeit und (d) einen
Schubeffekt [Hes09, Seite 194]
Analog hierzu sagte Lippmann einen reziproken piezoelektrischen Effekt voraus [Che08]:
Durch das Anlegen einer Spannung an einen Piezokristall sollte in diesem eine Ladungstren-
nung erfolgen, was wiederum dazu führt, dass sich der Kristall deformiert. Dies wurde bald
darauf von den Brüdern Curie experimentell bestätigt. Abbildung 4.22 auf der nächs-
ten Seite verdeutlicht die Änderung eines Piezokristalls in Abhängigkeit der angelegten
Spannung.
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