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 Physik Institut der Universität Zürich
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electron and ion point sources...low energy electron optics...electron holography ...coherent diffraction ...single DNA experiments ...interfacing molecules to solid state devices
 

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Herbstsemester 2011:

Strukturierung auf der Mikro- und Nanometer-Skala:

Prinzipien und Anwendungen

zu den Vorlesungsunterlagen

Proseminar - HS 2011:

Themen: Das Passwort (um Urheberrechtsprobleme zu vermeiden) wird in der Vorbesprechung bekannt gegeben (oder gern auch vorher per E-Mail).

1) Eine neue Art hochauflösender Mikroskopie beruht auf der Benutzung von Helium Ionen anstatt von Elektronen. Die Firma ZEISS hat dieses neuartige Mikroskop vor kurzem auf den Markt gebracht. Seit ein paar Monaten gibt es davon auch ein Exemplar in unserer Nähe: nämlich bei der EMPA in Dübendorf.

Titel der Arbeit: Contrast Mechanisms and Image Formation in Helium Ion Microscopy

Ref 2, Ref 3 dazu

Betreuer: Hans-Werner Fink oder Jean-Nicolas Longchamp

2) Eine Anwendung der Strukturierung auf den Nanometer-Skala mit Hilfe solcher fokussierter Helium Ionen, wie sie unter 1) bschrieben sind.

Titel der Arbeit: Rapid and precise scanning helium ion microscope milling of solid-state nanopores for biomolecule detection

Betreuerin: Mirna Saliba

3) In der Lichtoptik, zum Beispiel im Zusammenhang mit optischen Pinzetten, benutzt man seit einiger Zeit die Möglichkeit Laserstrahlen mit einer sich in ihrer Ausbreitungsrichtung spiralförmig ändernden Phase, um Mikrometer-Teilchen zu manipulieren. Vor kurzem ist so etwas nun auch mit Elektronenstrahlen möglich geworden und entsprechende Anwendungen auf der Nanometer-Skala erscheinen nun praktikabel.  

Titel der Arbeit: Production and application of electron vortex beams

Betreuerin: Mirna Saliba

4) Eine historische grundlegende Arbeit von P. P. Ewald aus dem Jahre 1913 zur Theorie der Interferenzen der Röntgenstrahlen in Kristallen.

Physikalische Zeitschrift, 1. Juni 1913

Betreuerin: Tatiana Latychevkaia

5) Wir wissen (oder glauben) ja, dass die Beobachtbarkeit der Interferenz bei einem Doppelspalt-Experiment dann verschwindet, wenn der Beobachter in der Lage ist zu entscheiden, durch welchen der beiden Spalte das quantenmechanische Teilchen gegangen ist. Eine Arbeit vom Juli dieses Jahres behauptet nun aber, die Trajektorien in genau so einem Doppelspalt-Experiment mit einzelnen Photonen beobachtet zu haben.

Titel der Arbeit: Observing the Average Trajectories of Single Photons in a Two-Slit Interferometer

Betreuerin: Tatiana Latychevkaia

6) Die komplexe Wellenfunktion beschreibt den Zustand eines quantenmechanischen Systems vollständig. Gemessen wurden bisher jedoch immer nur Wahrscheinlichkeiten (z.B. der Ort auf einem Detektor bei einem Doppelspalt-Experiment) nach Durchführung eines Experiments, nie aber die komplexe Wellenfunktion direkt. Die unten zitierte Arbeit behauptet, dass das aber auch geht.

Titel der Arbeit: Direct measurement of the quantum wavefunction

Betreuerin: Tatiana Latychevkaia

7) Das Sequenzieren von DNS Molekülen ist mittlerweile zwar Routine, es wird aber immer wieder nach neuen, einfacheren und eventuell eleganteren Methoden gesucht. Das elektrophoretische Hindurchtreiben eines einzelnen DNS Moleküls durch eine sehr feine Pore wird von einigen Wissenschaftlern für solch eine elegante Methode gehalten.

Titel der Arbeit: Fast DNA Translocation through a Solid-State Nanopore

Ref. 2 dazu

Hier ist noch eine weitere Arbeit zum obigen Thema unter Benutzung von Graphene:

Hier das Abstract der Arbeit: Tiny holes have been drilled through individual layers of graphene atomically thin sheets of carbon — using an electron beam. These nanopores might be useful for the ultrarapid sequencing of single DNA molecules.

Titel der Arbeit: Holes with an edge, NATURE, September 2010

Betreuer: Conrad Escher

 

 

 
 

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