Tentamen i Elvåg för I, M och T 030430

Alla hjälpmedel utom sådana som innebär kontakt med andra levande varelser är tillåtna. Uppgifterna är inte ordnade i svårighetsgrad. Tänk på att även en ansats på ett tal kan ge delpoäng. 2.5p erfordras för godkänt

Temat är nanotechnologi

Nästan all bearbetning på nanometerskala görs med partikelstrålar, vanligen elektronstrålar. Dessa styrs med hjälp av elektriska och magnetiska fält.

1

Antag att en elektron faller in mot ett rektangulärt område med ett magnetfält vinkelrätt mot elektronbanan. Fältet är så starkt att elektronen vänder tillbaka ut igen. Vad finns det för samband mellan ”infallsvinkel” och ”reflektionsvinkel” för elektronstrålen?

Vinklarna definieras som i optiken.

2

När man ska accelerera en elektron gör man detta med ett elektriskt fält. Fältets belopp beror av en z-koordinat som

där E­₀=1,5MV/m och a=15,0mm. Partikeln släpps vid z=10mm. Hur stor blir dess hastighet på stort avstånd från z=a?

3

Rengöring av de material som ska användas i nanotillämpningar görs ofta med ultraljud. Vilken maximal hastighet rör sig metallpartiklarna med i en ultraljudsvåg med effekten 2mW som leds genom en struktur med 10mm² tvärsnittsyta.

Materialet har en ljudhastighet på 1800m/s och en densitet på 4,45kg/dm³

4

Ett alternativ till att göra strukturerna med elektronstrålar är att gära dem med lasrar med ultraviolett ljus (ca 200nm våglängd).

Uppskatta hur små strukturer man kan göra med en sådan utrustning. Motivera!

5

När man tittar på små strukturer används mikroskop. Antag att vi har ett mikroskopobjektiv som består av tre linser vardera med fokallängden 4,00mm belägna 1mm från varandra. Den bild som okularet ska se (dvs det som kallas mellanbilden i mikroskopet) ligger 200mm från sista lins.

Var ska objektet placeras?

Figur!