Co je skenovací tunelový mikroskop?

Scanning tunelling mikroskop (STM) je inovativní typ mikroskopu, který místo použití odrážejícího světla jako konvenční optické mikroskopy používá k zobrazení povrchu kvantové tunelování mezi vzorkem a špičkou sondy.Rozlišení dosažená STM mohou být až 0,1 nm laterální rozlišení a 0,01 nm hloubkové rozlišení.To je několikrát vyšší než rozlišení dosažitelné pomocí nejlepších elektronových mikroskopů.

STM může fungovat v různých prostředích: Kromě ultra vysokých vakua funguje také v prostředí nasycených vodou, vzduchem atd. Díky tomu je mikroskop velmi flexibilní.Povrch však musí být velmi čistý a špička STM velmi ostrá, což způsobuje praktické výzvy při zobrazování.STM vyvinuli Gerd Binnig a Heinrich Rohrer v roce 1981. V roce 1986 získali Nobelovu cenu za fyziku za práci na STM.

Tip STM je tak ostrý, že se skládá pouze z jediného atomu.Když je špička nudná a skládá se spíše ze dvou atomů než jednoho, vede to k nejasnějším obrazům.Výzva při vytváření dostatečně ostrých tipů vedla výzkumné pracovníky k prozkoumání používání uhlíkových nanotrubic jako tipů STM, protože jsou velmi rigidní a snadno se vyrábějí.Tip se někdy nazývá stylus a kombinace platiny-iridium patří mezi nejpoužívanější špičkové materiály.V nejranějších systémech byly použity magnetické levitační schémata, i když dnes jsou systémy na jaře nejoblíbenější.Krátce poté, co se STMS stal běžnou znalostí, dokázal student střední školy vytvořit hrubý s použitím pouze asi 100 USD dolarů (USD) materiálů.Jako zobrazovací obrazovka byla použita osciloskop.

Špička STM se řídí piezo nebo piezoelektrickým krystalem, který se v reakci na elektrické pole ohýbá malým, ale velmi předvídatelným způsobem.V STM je pohyb špičky zcela kontrolován počítačem.