กล้องจุลทรรศน์อุโมงค์สแกนคืออะไร?

microscope การสแกน Tunneling Microscope (STM) เป็นกล้องจุลทรรศน์ประเภทนวัตกรรมซึ่งแทนที่จะใช้แสงสะท้อนเช่นกล้องจุลทรรศน์ออปติคัลทั่วไปใช้การขุดอุโมงค์ควอนตัมระหว่างตัวอย่างและปลายโพรบเพื่อถ่ายภาพพื้นผิวความละเอียดที่เกิดขึ้นจาก STM สามารถสูงถึงความละเอียดด้านข้าง 0.1 นาโนเมตรและความละเอียดเชิงลึก 0.01 นาโนเมตรนี่คือสูงกว่าความละเอียดที่ทำได้โดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่ดีที่สุด

STM สามารถทำงานได้ในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย: นอกเหนือจากสูญญากาศสูงเป็นพิเศษ แต่ยังทำงานในสภาพแวดล้อมที่อิ่มตัวด้วยน้ำอากาศ ฯลฯ สิ่งนี้ทำให้กล้องจุลทรรศน์มีความยืดหยุ่นมากอย่างไรก็ตามพื้นผิวจะต้องสะอาดมากและปลาย STM คมชัดมากทำให้เกิดความท้าทายในการถ่ายภาพSTM ได้รับการพัฒนาโดย Gerd Binnig และ Heinrich Rohrer ในปี 1981 ในปี 1986 พวกเขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์สำหรับการทำงานของพวกเขาใน STM

ปลาย STM มีความคมชัดจนประกอบด้วยอะตอมเดียวเท่านั้นเมื่อปลายที่น่าเบื่อและประกอบด้วยสองอะตอมมากกว่าหนึ่งสิ่งนี้นำไปสู่ภาพฟัซเซียร์ความท้าทายในการสร้างเคล็ดลับที่คมชัดเพียงพอทำให้นักวิจัยสำรวจการใช้ท่อนาโนคาร์บอนเป็นเคล็ดลับ STM เนื่องจากมีความเข้มงวดและง่ายต่อการผลิตเคล็ดลับบางครั้งเรียกว่าสไตลัสและการรวมกันของแพลตตินัม-อิริเดียมเป็นหนึ่งในวัสดุเคล็ดลับที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด

เหมือนกล้องจุลทรรศน์อื่น ๆ อีกมากมายการหน่วงการสั่นสะเทือนขั้นสูงมักจะต้องสร้าง STM ที่มีประโยชน์ในระบบที่เก่าแก่ที่สุดมีการใช้รูปแบบการลอยอยู่ในแม่เหล็กแม้ว่าระบบสปริงที่ใช้ในวันนี้จะได้รับความนิยมมากที่สุดไม่นานหลังจากที่ STMS กลายเป็นความรู้ทั่วไปนักเรียนมัธยมปลายสามารถสร้างดิบโดยใช้วัสดุเพียงประมาณ $ 100 ดอลลาร์สหรัฐ (USD)ออสซิลโลสโคปถูกใช้เป็นหน้าจอการถ่ายภาพ

ปลายของ STM ถูกชี้นำโดย piezo หรือ piezoelectric crystal ซึ่งโค้งงอในวิธีเล็ก ๆ แต่คาดเดาได้มากในการตอบสนองต่อสนามไฟฟ้าใน STM การเคลื่อนไหวของปลายจะควบคุมคอมพิวเตอร์อย่างสมบูรณ์