Nanotechnologie in der Schule - Prof. Dr. Thomas Wilhelm

6 Verwendung des vorhandenen RTM
6.2 Spitzenpräparation
In diesem Kapitel soll nun die Konstruktion einer Ätzeinrichtung zur Herstellung von
Messspitzen für das Rastertunnelmikroskop beschrieben werden.
6.2.1 Konstruktion des Ätzeinrichtungsgehäuse
Prinzipielle Überlegungen
Ein solches Gehäuse soll diversen Anforderungen genügen, wobei an erster Stelle eine schül-
ergerechtes Bedienung gewährleistet sein sollte. Hierbei ist ein möglichst risikoarmer Um-
gang mit der hochkonzentrierten Lauge zentral, weshalb die Ätzeinrichtung bewusst so
konstruiert ist, dass die Lauge nicht einfach verschüttet werden kann. Ebenso ist die Ver-
wendung eines austauschbaren Becherglases hinsichtlich der Reaktion der Lauge mit der
Oberfläche des Behältnisses am unbedenklichsten, zudem hält es auch sicher über längere
Zeit dicht.
Damit das Becherglas mit der Lauge sicher steht, wird es von einem Ring gehalten. Um die
Standfestigkeit zu erhöhen, wird die Elektronik in einem Gehäuse direkt auf eine Platte
mit dem Haltering montiert. Ein möglichst kleines Gehäuse garantiert dabei einen pro-
blemlosen Transport der gesamten Einrichtung. Außerdem ist die Ätzeinrichtung ohne viel
Zusatzmaterial, wie verschiedene Kabel o.ä., nutzbar, wobei durch den Verzicht auf ein
eigenes Stromkabel das Gerät leichter zu verstauen ist. Deshalb benötigt man zum Be-
trieb der Ätzeinrichtung lediglich ein Versorgungsstromkabel mit Kaltgerätestecker. Eine
integrierte LED zeigt den Betrieb der Anlage an.
Des Weiteren ist ein Panel zur Anzeige des Ätzstroms eingebaut. So sollen die Schüler
während des doch recht langen Ätzprozesses einerseits einen Fortschritt und andererseits
ein kontinuierliches Abnehmen des Ätzstroms beobachten. Außerdem ist das Potentiometer
zum Einstellen der Schwellspannung an die Außenseite des Gehäuses gelegt. Eine Erklärung
der Funktionsweisen findet man in Abschnitt 6.2.2 auf Seite 77.
Die Spitze wird in eine Schraubkonstruktion mit Kerbe eingespannt. Hierbei setzt man den
Draht in die Kerbe ein und schraubt zur Fixierung ein kleines Metallplättchen dagegen.
Da nach dem Ätzprozess die Spitze möglichst schnell und sicher aus der Lauge entfernt
werden soll, ist eine Hebelkonstruktion angebracht. Dabei ist ein Ausgleichsmassenstück so
anzubringen, dass bei ausgeschalteter Ätzanlage der Wippenteil, an dem der eingeschraub-
te, zu ätzende Draht angebracht ist, aus der Lauge herausragt und oben steht. Drückt
74