Τι είναι ένα μικροσκόπιο σήραγγας σάρωσης;

Ένα μικροσκόπιο σήραγγας σάρωσης (STM) είναι ένας καινοτόμος τύπος μικροσκοπίου ο οποίος, αντί να χρησιμοποιεί το αντανακλαστικό φως όπως τα συμβατικά οπτικά μικροσκόπια, χρησιμοποιεί κβαντική σήραγγα μεταξύ ενός δείγματος και ενός άκρου ανιχνευτή για να απεικονίσει την επιφάνεια.Τα ψηφίσματα που επιτυγχάνονται με STM μπορούν να φθάσουν σε πλάγια ανάλυση 0,1 nm και ανάλυση βάθους 0,01 nm.Αυτό είναι μερικές φορές υψηλότερες από τις αναλύσεις που μπορούν να επιτευχθούν χρησιμοποιώντας τα καλύτερα ηλεκτρονικά μικροσκόπια.

Ένα STM μπορεί να λειτουργήσει σε διάφορα περιβάλλοντα: Εκτός από το εξαιρετικά υψηλό κενό, λειτουργεί επίσης σε περιβάλλοντα κορεσμένα με νερό, αέρα, κλπ. Αυτό κάνει το μικροσκόπιο πολύ ευέλικτο.Ωστόσο, η επιφάνεια πρέπει να είναι πολύ καθαρή και η άκρη STM πολύ απότομη, προκαλώντας πρακτικές προκλήσεις στην απεικόνιση.Το STM αναπτύχθηκε από τους GERD Binnig και Heinrich Rohrer το 1981. Το 1986 κέρδισε ένα βραβείο Νόμπελ στη Φυσική για το έργο τους στο STMS.

Μια άκρη STM είναι τόσο έντονη που αποτελείται μόνο από ένα μόνο άτομο.Όταν η άκρη είναι βαρετή και αποτελείται από δύο άτομα και όχι ένα, αυτό οδηγεί σε εικόνες fuzzier.Η πρόκληση της δημιουργίας επαρκώς αιχμηρών συμβουλών οδήγησε τους ερευνητές να διερευνήσουν τη χρήση των νανοσωλήνων άνθρακα ως συμβουλές STM, καθώς είναι πολύ άκαμπτες και εύκολο να παραχθούν.Η άκρη ονομάζεται μερικές φορές η γραφίδα και ένας συνδυασμός πλατίνας-ιριδίου είναι από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα υλικά άκρων.Στα πρώτα συστήματα, χρησιμοποιήθηκαν μαγνητικά συστήματα αφαίρεσης, αν και σήμερα τα συστήματα με βάση την άνοιξη είναι πιο δημοφιλή.Λίγο μετά το STMS έγινε κοινή γνώση, ένας μαθητής γυμνασίου ήταν σε θέση να δημιουργήσει ένα ακατέργαστο χρησιμοποιώντας μόνο περίπου $ 100 δολάρια (USD) υλικών.Ένας παλμογράφος χρησιμοποιήθηκε ως οθόνη απεικόνισης.

Η άκρη ενός STM καθοδηγείται από ένα πιεζοηλεκτρικό ή πιεζοηλεκτρικό κρύσταλλο, ο οποίος κάμπτεται με μικρό αλλά πολύ προβλέψιμο τρόπο σε ανταπόκριση σε ένα ηλεκτρικό πεδίο.Σε ένα STM, η κίνηση των άκρων είναι πλήρως ελεγχόμενη από υπολογιστή.