Door Dianne Hermance Bijgewerkt op 30 augustus 2022

Michał Chodyra/iStock/GettyImages

Algemene laboratoriumapparatuur

De meest elementaire natuurkundige laboratoriumapparatuur omvat zuurkasten, bureaus, tafels, banken en gas-, water- en vacuümleidingen. Veiligheidsuitrusting (handschoenen, veiligheidsbril en oogspoelstations) zorgt voor een veilige bediening.

Analysatorinstrumenten

Fysische laboratoria maken gebruik van een verscheidenheid aan analysatoren om monsters te karakteriseren:impedantieanalysatoren, deeltjesanalysatoren, optische meerkanaalsanalysatoren, halfgeleiderparameteranalysatoren, spectrumanalysatoren, capacitieve spanning (CV) analysatoren en röntgendiffractometers voor de karakterisering van kristallijne materialen en fase-identificatie.

Atoomfysica-apparatuur

Atoomfysische opstellingen beschikken over gespecialiseerde hulpmiddelen zoals verzadigingsabsorptiespectroscopietrappen, optische radiofrequentiepompinstallaties en gepulseerde kernmagnetische resonantiesystemen (NMR).

Computerapparatuur en software

Data-analyse en simulatie staan centraal in modern natuurkundig onderzoek. Veel voorkomende softwarepakketten zijn MATLAB, Python, IDL, Mathematica, Fiji, Origin en LabVIEW. Kwantitatieve beeld- en data-analysetools zijn van onschatbare waarde. Naast pc's breiden 3D-printers, Arduino's en Raspberry Pi-platforms de experimentele mogelijkheden uit.

Elektrische apparatuur

Elektrische instrumentatie omvat CV-analyzers, variabele transformatoren (variacs), lock-in-versterkers en piëzo-elektrische actuatoren. Voor hoogspanningsapparaten zijn vaak geïsoleerde handschoenen nodig om de operators te beschermen.

Verwarmingselementen

Thermische studies vereisen betrouwbare warmtebronnen. Eenvoudige kookplaten en elektrische ovens zijn standaard, terwijl gasovens en vacuümovens respectievelijk hogere temperaturen en droging van reagentia bieden. Goed geïsoleerde handschoenen en tangen zijn verplicht voor de veiligheid.

Laserapparaat

Lasersystemen zijn cruciaal in optica-experimenten. Helium-neon (HeNe) lasers, vezelgekoppelde lasers, afstembare diodelasers, etalons en straalstuurapparaten zijn gebruikelijk. Voor al het laserwerk is een geschikte veiligheidsbril vereist.

Materiaalverwerking en testen

Voor de voorbereiding en het testen van monsters worden mortels, stampers, polijstmachines, microniseermolens, sonicatoren, ultracentrifuges, nanomechanische testers en hydraulische persen met roestvrijstalen matrijzensets gebruikt voor de productie van pellets.

Meethulpmiddelen

Nauwkeurige metingen liggen ten grondslag aan alle experimenten. Naast standaard meterstokken gebruiken laboratoria thermometers, elektrische meters, elektronische balansen, stylusprofielmeters, ellipsometers, magnetostrictiesystemen en analytische balansen voor onderzoeken in vaste toestand.

Microscopie- en beeldapparatuur

Microscopie- en beeldapparatuur variëren per discipline. Biofysica-laboratoria kunnen gebruikmaken van fluorescentie- en helderveldmicroscopen, terwijl de materiaalwetenschap zich baseert op scanning-elektronenmicroscopen, lichtplaat-fluorescentiemicroscopen, digitale holografische microscopen en elektrisch afstembare lenzen. Hogesnelheids-CMOS-camera's en digitale camera's zijn ook standaard.

Fotonica-apparatuur

In de biofysica manipuleren optische pincetten individuele DNA-moleculen en meten ze bimoleculaire krachten.

Plasmaapparatuur

Bij ionendynamisch onderzoek wordt gebruik gemaakt van Langmuir- en emissieve sondes, plasmareinigers, plasma-opsluitingseenheden op lage temperatuur, golflanceerroosters en kamers voor ionenimplantatie (PSII) van een plasmabron, die de levensduur van producten kunnen verlengen.

Halfgeleiderapparatuur

Halfgeleiderlaboratoria maken gebruik van diepgaande transiënte spectroscopiesystemen, CLEO-kegels voor koeling en ondersteuning van siliciumdetectoren, microgolfsondestations, fotodiodes en optische versterkers.

Dunnefilmapparatuur

Tot de hulpmiddelen voor de verwerking van dunne films behoren sputtersystemen met dubbele ionenbundel, Filmetrics-apparaten en secundaire ionenmassaspectrometers (SIMS). De SIMS kan de isotopensamenstelling bepalen met een nauwkeurigheid van maximaal 100 delen per miljoen.