Ποιο μικροσκόπιο επιτρέπει στους επιστήμονες να βλέπουν μεμονωμένα άτομα;
Εδώ είναι γιατί:
* Κβαντική σήραγγα: Το STM βασίζεται σε ένα φαινόμενο που ονομάζεται κβαντική σήραγγα, όπου τα ηλεκτρόνια μπορούν να "σήραγγα" σε ένα μικρό κενό, ακόμη και αν δεν έχουν αρκετή ενέργεια για να πηδούν κλασικά.
* αιχμηρή συμβουλή: Το STM χρησιμοποιεί μια πολύ απότομη άκρη που μοιάζει με βελόνα που τοποθετείται απίστευτα κοντά στην επιφάνεια που μελετάται.
* Τάση και ρεύμα: Εφαρμόζεται μια μικρή τάση μεταξύ της άκρης και της επιφάνειας, προκαλώντας τη ροή ενός μικροσκοπικού ρεύματος λόγω της κβαντικής σήραγγας.
* Χαρτογράφηση της επιφάνειας: Με τη σάρωση της άκρης στην επιφάνεια, οι ρεύμα διακυμάνσεις μετριούνται και χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία ενός χάρτη της επιφανειακής τοπογραφίας.
Βασικά σημεία για το STM:
* Ατομική ανάλυση: Το STM μπορεί να παρέχει εικόνες με ατομική ανάλυση, που σημαίνει ότι μεμονωμένα άτομα μπορούν να απεικονιστούν.
* ευαισθησία επιφάνειας: Το STM είναι απίστευτα ευαίσθητο στην επιφάνεια και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να μελετήσει ένα ευρύ φάσμα υλικών, συμπεριλαμβανομένων των μετάλλων, των ημιαγωγών και των βιολογικών μορίων.
* χειραγώγηση: Το STM μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τον χειρισμό μεμονωμένων ατόμων, γεγονός που έχει οδηγήσει σε συναρπαστικές προόδους στη νανοτεχνολογία.
Ενώ το STM είναι ένα απίστευτο εργαλείο, έχει κάποιους περιορισμούς:
* Περιβάλλον κενού: Τα περισσότερα STM απαιτούν ένα περιβάλλον κενού για να αποτρέψει τη μόλυνση και να εξασφαλίσει τη σταθερότητα της άκρης.
* Περιορισμένη στη διεξαγωγή υλικών: Το STM συνεργάζεται κυρίως με ηλεκτρικά αγώγιμα υλικά, καθιστώντας δύσκολη τη μελέτη των μη δημοτικών επιφανειών.
Παρόλο που υπάρχουν και άλλα μικροσκόπια, όπως το μικροσκόπιο ατομικής δύναμης (AFM), που μπορούν να απεικονίσουν στη νανοκλίμακα, το STM παραμένει μοναδικό στην ικανότητά του να απεικονίζει άμεσα μεμονωμένα άτομα.
