Nanotechnologie in der Schule - Prof. Dr. Thomas Wilhelm

7 Ferienakademie
des Piezokristalls, mit dessen Hilfe die Spitze des RTMs über die Probe gesteuert wird,
erklärt. Abschließend sollten noch die zwei unterschiedlichen Arbeitsweisen des Mikroskops
verdeutlicht werden. An dieser Stelle war es Aufgabe der Schüler, die Vor- und Nachteile
der jeweiligen Arbeitsweisen aufzuzeigen und sie sollten sich Gedanken machen, wann man
ein Rastertunnelmikroskop einsetzen kann und was beim Betrieb zu beachten ist.
Im zweiten Teil der Anleitung sollte die Herstellung der Messspitze erläutert werden. Da-
bei sollten die Schüler zwei unterschiedliche Herstellungsvarianten sowie deren Vor- bzw.
Nachteilen kennen lernen. Sie sollten auch erkennen, dass makroskopisch spitze Spitzen
mikroskopisch gar nicht spitz sein müssen. Des Weiteren sollten die Schüler darüber dis-
kutieren, warum während des Ätzprozesses der Ätzstrom kontinuierlich abnimmt.
Letztendlich war es Aufgabe der Schüler, die Spurbreite einer DVD auszumessen. Mit dem
Hintergrundwissen der vorangegangenen Abschnitte und einer knappen Anleitung sollten
sie die Messspitze in das Gerät einbauen und eine Messung durchführen. Die Erläuterung
der Software erfolgte direkt am Arbeitsplatz durch den Betreuer, da dies einfacher und
unkomplizierter war als lange Anleitungen durchzulesen. Zum Schluss sollte noch eine Dis-
kussion der Messung erfolgen und ein abschließender 3-D Plot der gemessenen Oberfläche,
den die Schüler dann mit nach Hause nehmen konnten, erstellt werden.
Falls noch etwas Zeit vorhanden war, durften die Schüler noch einige Versuche aus der
nanoschool-Box näher kennenlernen.
7.2 Praktische Durchführung
Wie in der Konzeption angenommen, besaßen die Schüler bezüglich Rastertunnelmikrosko-
pie und Tunneleffekt keinerlei Vorwissen. Allerdings waren alle Schüler sehr wissbegierig,
interessiert und konzentriert. Anstatt den Schülern das Handout selbstständig durchlesen
zu lassen, wurde die Theorie in einem Vortrag erläutert und an passenden Stellen auf das
Hand-Out verwiesen. Dazu wurden zwischendurch immer wieder Verständnisfragen an die
Schüler gestellt. Aufgrund des starken Interesses der Schüler entwickelte sich erfreulicher-
weise eine rege Diskussion in nahezu allen Versuchsgruppen. So war es für die Schüler
gut möglich, die physikalischen Zusammenhänge, die hinter einem Rastertunnelmikroskop
stehen, zu verstehen.
Nach dem Vortrag durfte ein Schüler ein Stück Wolframdraht an einen Kupferdraht löten.
Dies war, wie aus eigener Erfahrung bekannt, etwas kompliziert, aber angesichts mangeln-
der Alternative nicht anders möglich. Im Anschluss wurde dieser Draht in die Ätzeinrich-
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