| Nanometer (nm) | Ångström (Å) |
|---|---|
| 1 Nanometer | 10 Å |
| 2 Nanometer | 20 Å |
| 3 Nanometer | 30 Å |
| 4 Nanometer | 40 Å |
| 5 Nanometer | 50 Å |
| 10 Nanometer | 100 Å |
| 20 Nanometer | 200 Å |
| 25 Nanometer | 250 Å |
| 50 Nanometer | 500 Å |
| 100 Nanometer | 1000 Å |
| Referens | Nanometer (nm) | Ångström (Å) |
|---|---|---|
| A sheet of A4 paper (long side) | 297000000 nm | 2.97 × 109 Å |
| Average adult human height | 1.7 × 109 nm | 1.7 × 1010 Å |
| A football pitch (length) | 1.05 × 1011 nm | 1.05 × 1012 Å |
| A marathon | 4.2195 × 1013 nm | 4.2195 × 1014 Å |
| Height of Mount Everest | 8.849 × 1012 nm | 8.849 × 1013 Å |
Nanometern är en miljarddels meter. Den bildas genom att SI-prefixet nano, som betyder 10-9, sätts framför metern, och skrivs nm. Prefixet kommer av grekiskans nanos, som betyder dvärg.
Detta är den skala som modern optik och elektronik arbetar i. Synligt ljus sträcker sig från ungefär 380 nm i den violetta änden till 750 nm i den röda, vilket gör nanometern till standardenheten för att beskriva färg i fysikaliska termer. En laserpekare som sänder vid 532 nm lyser grönt, en vid 650 nm rött. Ultraviolett ljus ligger under 380 nm och infrarött över 750 nm.
Biologin använder enheten hela tiden. DNA-spiralen är omkring 2 nm bred. Ett typiskt virus mäter mellan 20 och 300 nm. Cellmembran är ungefär 7 nm tjocka. Dessa mått ligger under upplösningen hos vanliga ljusmikroskop, som av ljusets egen våglängd begränsas till omkring 200 nm.
Halvledartillverkningen gjorde nanometern känd utanför vetenskapen. Processnoder har fått namn som 90 nm, 45 nm, 14 nm, 5 nm och mindre. Siffran motsvarar inte längre någon enskild mätbar detalj på kretsen utan har blivit en marknadsföringsbeteckning snarare än ett fysiskt mått, även om de underliggande strukturerna verkligen mäter nanometer. Grinden i en modern transistor är några tiotal atomer bred.
Nanotekniken har fått namn efter enheten och omfattar enligt gängse bruk strukturer mellan 1 och 100 nm. Material uppför sig ofta annorlunda i detta område, eftersom ytegenskaper börjar väga tyngre än egenskaperna hos materialet i stort.
Att mäta i denna skala kräver instrument som inte bygger på synligt ljus. Elektronmikroskop löser upp detaljer under en nanometer med hjälp av elektroner, vilkas effektiva våglängd är långt kortare än ljusets. Atomkraftmikroskop arbetar på ett annat sätt: de drar en vass spets över ytan och registrerar dess utböjning. Båda var nödvändiga för nanoteknikens utveckling, eftersom ett område inte kommer långt så länge dess föremål förblir osynligt.
En nanometer motsvarar 10 ångström, 1000 pikometer eller 0,001 mikrometer. Ett pappersark är ungefär 100 000 nm tjockt.
Ångströmmen är en längdenhet som motsvarar en tiomiljarddels meter, alltså 0,1 nanometer. Den har fått namn efter Anders Jonas Ångström, den svenske fysiker som använde den i sin karta över solspektrumet 1868. Beteckningen är Å, en bokstav hämtad från det svenska alfabetet.
Ångströmmen lever kvar därför att den passar atomernas skala. En väteatom har en radie på ungefär 0,5 Å. En enkelbindning mellan två kolatomer mäter omkring 1,5 Å. Uttryckta i nanometer ger dessa tal obekväma decimaler, och därför föredrar kristallografer, spektroskopister och strukturbiologer alltjämt den äldre enheten. Proteinstrukturer i offentliga databaser beskrivs fortfarande med sin upplösning i ångström, och en struktur som lösts bättre än 2 Å anses hålla hög kvalitet.
Även det synliga ljusets våglängder hamnar i ett bekvämt intervall. Rött ljus ligger nära 7000 Å och violett nära 4000 Å. Röntgenstrålningens våglängder samlas kring 1 Å, och det är just därför som röntgendiffraktion avslöjar avstånden mellan atomer: sonden och målet är lika stora.
Ångströmmen ingår inte i Internationella måttenhetssystemet. BIPM tar upp den bland de enheter som får användas tillsammans med SI men avråder från nya tillämpningar och förordar nanometer eller pikometer. Den rekommendationen har haft begränsad verkan inom de områden där enheten sitter djupt. Halvledartillverkningen är ett tydligt exempel. Processnoder benämndes i nanometer under decennier, men när strukturerna krympte började branschen ange tjockleken på gateoxiden i ångström, och Intel döpte en generation av sin teknik till Angstrom-eran.
Äldre vetenskaplig litteratur måste läsas med försiktighet. Innan ångströmmen knöts till metern definierades den mot en bestämd spektrallinje hos kadmium, och värden som publicerades i början av 1900-talet kan avvika något från dagens. Internationella astronomiska unionen antog den spektroskopiska definitionen 1907, och den gällde tills metern själv omdefinierades mot krypton 1960. Skillnaden är liten men verklig, och den spelar roll när historiska spektralmätningar jämförs med nutida.
Omräkningen är enkel. En ångström motsvarar 10-10 meter, 0,1 nanometer eller 100 pikometer. Tio ångström blir en nanometer.