Dangling_bonds von Silizium
Silizium ist als Atom vierwertig, das bedeutet, dass die jeweiligen Nachbaratome sich über vier Verbindungsstellen (Elektronen) mit dem Grundatom verbinden können. Das Siliziumatom wird hier als blaue Kugel dargestellt. Die vier Verbindungen stehen wie die Ecken eines Tetraeders pilzförmig in die Umgebung. Die in diesem Video rot eingefärbten pilzförmigen Kraftwolken zeigen die vier Verbindungsmöglichkeiten (Dangling_bonds) mit den Nachbaratomen. Im Video wird das Atom um die vertikale Achse gedreht, so dass die Form der Verbindungsmöglichkeiten schön sichtbar wird. Auch dieses Video kann endlos wiederholt werden.
Silizium 7 x 7Die Atome der fünf obersten Schichten eines Siliziumkristalls ordnen sich beim Ausheizen so an, dass die Bindungen der Atome auf einem energetisch minimalen Niveau liegen. Im Video werden die Schichten nacheinander so angeordnet, wie sie in Wirklichkeit auch zu finden sind. Jede blaue Kugel symbolisiert ein Siliziumatom. Die oberste Schicht hat als Einheitszelle eine rhombenförmige Struktur, welche gegen Ende des Videos farblich hervorgehoben wird.
Silizium in 3DAus einer Messung von Prof. Dr. Hans Hug an der Universität Basel mit Silizium bei einer Temperatur von flüssigem Helium mit einem Kraft-Mikroskop wurde dieser Video hergestellt. Das gemessene Bild besteht aus sehr vielen Grauwerten, je heller das Grau, desto näher liegt das entsprechende Gebiet an der Spitze des Mikroskops. Mit dem Computer kann auf Grund der sehr differenzierten Grauwerte ein dreidimensionales Höhenfeld erzeugt werden. Zusätzlich können die interessierenden Gebiete farblich hervorgehoben werden. Eine Kamerafahrt rund um die dreidimensionale dargestellte Messung lässt die Details von allen Seiten beobachten. Selbstverständlich ist am Schluss ein Näherrücken der Kamera möglich.