Omregning fra 3 Nanometer til Ångström

Information om Nanometer (nm)

Nanometeren er en milliardtedel af en meter. Den dannes ved at sætte SI-forstavelsen nano, der betyder 10^-9, foran meteren, og skrives nm. Forstavelsen kommer af det græske nanos, der betyder dværg.

Dette er den skala, moderne optik og elektronik arbejder i. Synligt lys strækker sig fra omkring 380 nm i den violette ende til 750 nm i den røde, hvilket gør nanometeren til standardenheden, når farve skal beskrives fysisk. En laserpegepind, der sender ved 532 nm, lyser grønt, en ved 650 nm rødt. Ultraviolet lys ligger under 380 nm og infrarødt over 750 nm.

Biologien bruger enheden hele tiden. DNA-dobbeltspiralen er omkring 2 nm bred. En typisk virus måler mellem 20 og 300 nm. Cellemembraner er cirka 7 nm tykke. Disse mål ligger under opløsningen i almindelige lysmikroskoper, som af lysets egen bølgelængde er begrænset til omkring 200 nm.

Halvlederfremstillingen gjorde nanometeren kendt uden for videnskaben. Procesknuder har fået navne som 90 nm, 45 nm, 14 nm, 5 nm og mindre. Tallet svarer ikke længere til nogen enkelt målbar detalje på chippen, men er blevet en markedsføringsbetegnelse snarere end et fysisk mål, selv om de underliggende strukturer faktisk måler nanometer. Porten i en moderne transistor er få snese atomer bred.

Nanoteknologien har navn efter enheden og omfatter efter almindelig praksis strukturer mellem 1 og 100 nm. Materialer opfører sig ofte anderledes i dette område, fordi overfladeeffekter begynder at veje tungere end egenskaberne i materialet som helhed.

At måle i denne skala kræver instrumenter, der ikke bygger på synligt lys. Elektronmikroskoper opløser detaljer under en nanometer ved hjælp af elektroner, hvis effektive bølgelængde er langt kortere end lysets. Atomkraftmikroskoper arbejder på en anden måde: de trækker en skarp spids hen over overfladen og registrerer dens udbøjning. Begge var uundværlige for nanoteknologiens udvikling, for et fagområde kommer ikke langt, så længe dets genstand forbliver usynlig.

En nanometer svarer til 10 ångström, 1000 pikometer eller 0,001 mikrometer. Et ark papir er cirka 100.000 nm tykt.

Information om Ångström (Å)

Ångströmmen er en længdeenhed, der svarer til en timilliardtedel af en meter, altså 0,1 nanometer. Den har navn efter Anders Jonas Ångström, den svenske fysiker, der brugte den i sit kort over solspektret i 1868. Symbolet er Å, et bogstav lånt fra det svenske alfabet.

Ångströmmen lever videre, fordi den passer til atomernes skala. Et brintatom har en radius på omkring 0,5 Å. En enkeltbinding mellem to kulstofatomer måler cirka 1,5 Å. Udtrykt i nanometer giver disse tal ubekvemme decimaler, og derfor foretrækker krystallografer, spektroskopikere og strukturbiologer stadig den ældre enhed. Proteinstrukturer i offentlige databaser beskrives fortsat ved deres opløsning i ångström, og en struktur, der er løst bedre end 2 Å, regnes for at være af høj kvalitet.

Også det synlige lys’ bølgelængder falder i et bekvemt område. Rødt lys ligger nær 7000 Å og violet nær 4000 Å. Røntgenstrålingens bølgelængder samler sig omkring 1 Å, og det er netop derfor, at røntgendiffraktion afslører afstandene mellem atomer: sonden og målet har samme størrelse.

Ångströmmen indgår ikke i Det Internationale Enhedssystem. BIPM nævner den blandt de enheder, der må bruges sammen med SI, men fraråder nye anvendelser og foretrækker nanometer eller pikometer. Den anbefaling har haft begrænset virkning inden for de områder, hvor enheden sidder dybt. Halvlederfremstillingen er et tydeligt eksempel. Procesknuder blev benævnt i nanometer i årtier, men efterhånden som strukturerne skrumpede, begyndte branchen at angive tykkelsen af gateoxidet i ångström, og Intel døbte en generation af sin teknologi Angstrom-æraen.

Ældre videnskabelig litteratur skal læses med omtanke. Før ångströmmen blev knyttet til meteren, var den defineret ud fra en bestemt spektrallinje hos cadmium, og værdier offentliggjort i begyndelsen af det 20. århundrede kan afvige en smule fra nutidens. Den Internationale Astronomiske Union vedtog den spektroskopiske definition i 1907, og den gjaldt, indtil meteren selv blev omdefineret ud fra krypton i 1960. Forskellen er lille, men reel, og den betyder noget, når historiske spektralmålinger sammenlignes med nutidige.

Omregningen er enkel. En ångström svarer til 10^-10 meter, 0,1 nanometer eller 100 pikometer. Ti ångström giver en nanometer.