Đầu dò nguyên tử là gì?

Đầu dò nguyên tử là một kính hiển vi với khả năng phân giải của việc xem và phân tích các đối tượng có kích thước nguyên tử.Cụ thể, một đầu dò nguyên tử được sử dụng trong lĩnh vực khoa học vật liệu, một ngành học áp dụng các tính chất khác nhau của vật chất cho các ngành khoa học khác và ngành kỹ thuật.Thiết bị cho phép các nhà khoa học điều tra cấu trúc phân tử ở cấp độ nguyên tử và xác định tính chất vĩ mô của vật liệu.Vật lý ứng dụng, hóa học, khoa học nano và kỹ thuật pháp y đều sử dụng công cụ để xác định các đặc điểm của các thành phần cần thiết để nghiên cứu.Một trong những khía cạnh quan trọng của kính hiển vi đầu dò nguyên tử là việc sử dụng công nghệ quang phổ thời gian trên máy bay.Kỹ thuật này đo lường khung thời gian trong đó nó lấy một nguyên tử hoặc các đối tượng khác để đi qua một phương tiện nhất định.Nó cũng có thể được sử dụng với các sự kiện năng lượng khác nhau như sóng điện từ.Mục đích là để xác định vận tốc hoặc chiều dài của đường dẫn và xác định tốc độ dòng chảy của hạt hoặc các hiện tượng khác.Về cơ bản, một điện trường được sử dụng để tăng tốc các ion trong môi trường, có thể đo năng lượng động học và được sử dụng để tìm vận tốc. Kính hiển vi ion trường cũng được sử dụng trong đầu dò nguyên tử như một kỹ thuật để phân tích.Điều này xác định hình ảnh và thành phần của các nguyên tử trong bề mặt của đầu kim loại sắc nét của một vật thể.Bán kính phải nhỏ hơn 50 nanomet và được đặt trong buồng chân không với áp suất cực thấp.Một loại khí hình ảnh như helium hoặc neon được giới thiệu, trong khi nhiệt độ đông lạnh được thiết lập.Sau khi một điện trường được bắt đầu, các ion trở nên tích điện dương và phóng đại thành phần của đầu.Một trong những hình thức tiên tiến nhất của công nghệ này là chụp cắt lớp thăm dò nguyên tử.Một máy dò nhạy cảm với vị trí được sử dụng trong quá trình để tạo ra hình ảnh ba chiều.Sự cải thiện này đối với kỹ thuật này, sử dụng các xung laser, có thể được sử dụng để xem các thành phần của các vật liệu khác bên cạnh kim loại.Một số vật liệu bán dẫn như silicon hoặc các vật liệu cách điện khác có thể được phân tích bằng phương pháp công nghệ thăm dò nguyên tử này. Đầu dò nguyên tử được thiết kế chủ yếu bởi nhà vật lý Đức Erwin Wilhelm Muller vào năm 1967. Các nhà khoa học bổ sung, như J.A.Panitz và S. Brooks McLane đã mở rộng về khái niệm này vào thời điểm đó.Tuy nhiên, cho đến khi thương mại hóa đầu dò nguyên tử xung laser vào năm 2005, công nghệ này mới trở nên phổ biến trong các lĩnh vực khoa học vật liệu.