Nanometer (nm)

De nanometer is een miljardste meter. Hij ontstaat door het SI-voorvoegsel nano, dat 10^-9 betekent, voor de meter te zetten, en wordt geschreven als nm. Het voorvoegsel komt van het Griekse nanos, dat dwerg betekent.

Dit is de schaal waarop de moderne optica en elektronica werken. Zichtbaar licht loopt van ongeveer 380 nm aan de violette kant tot 750 nm aan de rode, waardoor de nanometer de standaardeenheid is om kleur natuurkundig te beschrijven. Een laserpen die op 532 nm uitzendt is groen; een van 650 nm is rood. Ultraviolet licht ligt onder 380 nm en infrarood boven 750 nm.

De biologie gebruikt de eenheid voortdurend. De dubbele helix van DNA is ongeveer 2 nm breed. Een gangbaar virus meet tussen 20 en 300 nm. Celmembranen zijn zo’n 7 nm dik. Deze afmetingen liggen onder het oplossend vermogen van gewone lichtmicroscopen, dat door de golflengte van het licht zelf beperkt is tot ongeveer 200 nm.

De halfgeleiderproductie maakte de nanometer ook buiten de wetenschap bekend. Procesknopen kregen namen als 90 nm, 45 nm, 14 nm, 5 nm en kleiner. Het getal komt niet langer overeen met één meetbaar kenmerk op de chip; het is eerder een marketingaanduiding dan een fysieke maat geworden, al meten de onderliggende structuren werkelijk nanometers. De gate van een moderne transistor is enkele tientallen atomen breed.

De nanotechnologie ontleent haar naam aan de eenheid en beslaat volgens afspraak structuren tussen 1 en 100 nm. Materialen gedragen zich in dit bereik vaak anders, omdat oppervlakte-effecten zwaarder gaan wegen dan de eigenschappen van het materiaal als geheel.

Meten op deze schaal vergt instrumenten die niet op zichtbaar licht steunen. Elektronenmicroscopen lossen details onder één nanometer op met elektronen, waarvan de effectieve golflengte veel korter is dan die van licht. Atoomkrachtmicroscopen werken weer anders: ze slepen een scherpe punt over het oppervlak en registreren de doorbuiging ervan. Beide waren onmisbaar voor de ontwikkeling van de nanotechnologie, want een vakgebied komt niet ver zolang zijn onderwerp onzichtbaar blijft.

Eén nanometer is gelijk aan 10 ångström, 1000 picometer of 0,001 micrometer. Een vel papier is ruwweg 100.000 nm dik.

Omrekentabel voor Nanometer