Wat is een scanning -tunnelingmicroscoop?

Een scanning -tunnelingmicroscoop (STM) is een innovatief type microscoop dat, in plaats van het reflecteren van licht zoals conventionele optische microscopen, kwantumtunneling tussen een monster en een sondepunt gebruikt om het oppervlak af te beelden.De resoluties die worden bereikt door een STM kunnen zo hoog zijn als 0,1 nm laterale resolutie en 0,01 nm diepte -resolutie.Dit is een paar keer hoger dan de resoluties die haalbaar zijn met de beste elektronenmicroscopen.

Een STM kan in verschillende omgevingen werken: naast ultrahoog vacuüm, werkt het ook in omgevingen verzadigd met water, lucht, enz. Dit maakt de microscoop zeer flexibel.Het oppervlak moet echter zeer schoon zijn en de STM -tip erg scherp, waardoor praktische uitdagingen in beeldvorming veroorzaken.De STM werd ontwikkeld door Gerd Binnig en Heinrich Rohrer in 1981. In 1986 wonnen ze een Nobelprijs voor natuurkunde voor hun werk over STM's.

Een STM -tip is zo scherp dat deze uit slechts één atoom bestaat.Wanneer de tip saai is en uit twee atomen bestaat in plaats van één, leidt dit tot fuzzier -afbeeldingen.De uitdaging om voldoende scherpe tips te creëren heeft onderzoekers ertoe gebracht het gebruik van koolstofnanobuisjes als STM -tips te verkennen, omdat ze zeer rigide en gemakkelijk te produceren zijn.In de vroegste systemen werden magnetische levitatieschema's gebruikt, hoewel tegenwoordig de lente-gebaseerde systemen het populairst zijn.Kort nadat STMS algemeen bekend werd, kon een middelbare scholier een ruwe olie creëren met slechts ongeveer $ 100 US dollar (USD) materiaal.Een oscilloscoop werd gebruikt als een beeldscherm.

De punt van een STM wordt geleid door een piëzo of piëzo -elektrisch kristal, dat op een kleine maar zeer voorspelbare manier buigt in reactie op een elektrisch veld.In een STM is tipbeweging volledig computergestuurd.