Η μικροσκοπία σάρωσης σήραγγας

Η μικροσκοπία σάρωσης σήραγγας (STM) είναι ένας τρόπος θέασης των ατόμων. Αναπτύχθηκε το 1981. Εφευρέθηκε από τους Gerd Binnig και Heinrich Rohrer στην IBM Ζυρίχης. Κέρδισαν το βραβείο Νόμπελ Φυσικής για την εφεύρεσή της το 1986. Για το STM, η καλή ανάλυση είναι 0,1 nm πλευρική ανάλυση (με πόση ακρίβεια μπορεί να δει χαρακτηριστικά στην επιφάνεια) και 0,01 nm ανάλυση βάθους (με πόση ακρίβεια μπορεί να δει το ύψος των εξογκωμάτων στην επιφάνεια). Το STM μπορεί να χρησιμοποιηθεί όχι μόνο στο κενό αλλά και στον αέρα και σε διάφορα άλλα υγρά ή αέρια, καθώς και στις περισσότερες συνήθεις θερμοκρασίες.

Το STM βασίζεται στην κβαντική σήραγγα. Όταν ένα μεταλλικό άκρο φέρεται πολύ κοντά σε μια μεταλλική ή ημιαγώγιμη επιφάνεια, μια τάση μεταξύ των δύο μπορεί να επιτρέψει τη ροή ηλεκτρονίων μέσω του κενού μεταξύ τους. Οι αλλαγές στο ρεύμα καθώς ο αισθητήρας περνάει πάνω από την επιφάνεια είναι αυτό που δημιουργεί την εικόνα. Το STM μπορεί να είναι δύσκολο πράγμα, καθώς χρειάζεται πολύ καθαρές επιφάνειες και αιχμηρές μύτες.

Εικόνα ανακατασκευής σε επιφάνεια χρυσού.Zoom
Εικόνα ανακατασκευής σε επιφάνεια χρυσού.

Διαδικασία

Πρώτα η μύτη φέρνεται πολύ κοντά στο αντικείμενο που εξετάζεται, περίπου 4-7 angstroms. Στη συνέχεια, το άκρο μετακινείται πολύ προσεκτικά κατά μήκος του εξεταζόμενου αντικειμένου. Αυτή η αλλαγή του ρεύματος όταν μετακινείται μπορεί να μετρηθεί (λειτουργία σταθερού ύψους). Μπορεί επίσης να μετρηθεί το ύψος του άκρου όπου έχει πάντα το ίδιο ρεύμα (λειτουργία σταθερού ρεύματος). Η χρήση της λειτουργίας σταθερού ύψους είναι ταχύτερη.

Instrumentation

Τα μέρη ενός STM είναι: ένα άκρο σάρωσης, κάτι που κινεί το άκρο, κάτι που το εμποδίζει να δονείται και ένας υπολογιστής.

Μέρη ενός STMZoom
Μέρη ενός STM

Ένα κοντινό πλάνο μιας απλής κεφαλής μικροσκοπίου σήραγγας σάρωσης στο Πανεπιστήμιο του St Andrews που σαρώνει MoS2 χρησιμοποιώντας μια γραφίδα από πλατίνα-ιρίδιο.Zoom
Ένα κοντινό πλάνο μιας απλής κεφαλής μικροσκοπίου σήραγγας σάρωσης στο Πανεπιστήμιο του St Andrews που σαρώνει MoS2 χρησιμοποιώντας μια γραφίδα από πλατίνα-ιρίδιο.

Σχετικές σελίδες

Βιβλιογραφία

  • Tersoff, J.: Hamann, D. R.: Theory of the scanning tunneling microscope, Physical Review B 31, 1985, σ. 805 - 813.
  • Bardeen, J.: Tunnelling from a many-particle point of view, Physical Review Letters 6 (2), 1961, σ. 57-59.
  • Chen, C. J.: Physical Review Letters 65 (4), 1990, σ. 448-451.
  • G. Binnig, H. Rohrer, Ch. Gerber και E. Weibel, Phys. Rev. Lett. 50, 120 - 123 (1983)
  • G. Binnig, H. Rohrer, Ch. Gerber και E. Weibel, Phys. Rev. Lett. 49, 57 - 61 (1982)
  • G. Binnig, H. Rohrer, Ch. Gerber, and E. Weibel, Appl. Phys. Lett., Vol. 40, Issue 2, pp. 178-180 (1982).
  • R. V. Lapshin, Feature-oriented scanning methodology for probe microscopy and nanotechnology, Nanotechnology, volume 15, issue 9, pages 1135-1151, 2004

Ερωτήσεις και απαντήσεις

Ερ: Τι είναι η μικροσκοπία σάρωσης σήραγγας;


A: Η μικροσκοπία σήραγγας σάρωσης (STM) είναι ένας τρόπος για να δούμε το σχήμα μικροσκοπικών αντικειμένων. Μπορεί να κάνει εικόνες ατόμων σε μια επιφάνεια και να μετακινήσει τα άτομα σε διαφορετικά σημεία.

Ε: Ποιος εφηύρε το STM;


Α: Η STM εφευρέθηκε από τους Gerd Binnig και Heinrich Rohrer το 1981 στην IBM, στη Ζυρίχη.

Ερ: Πότε το ανακάλυψαν;


Α: Το ανακάλυψαν το 1981 στην IBM, στη Ζυρίχη.

Ε: Τι μπορεί να κάνει η STM;


Α: Το STM μπορεί να κάνει εικόνες ατόμων σε μια επιφάνεια και να μετακινεί τα άτομα σε διαφορετικά σημεία.

Ερ: Κέρδισαν κάποιο βραβείο για την εφεύρεση του STM;


Α: Ναι, κέρδισαν το βραβείο Νόμπελ Φυσικής για την εφεύρεσή του το 1986.

Ερ: Πού κέρδισαν αυτό το βραβείο;


Α: Κέρδισαν το βραβείο Νόμπελ Φυσικής για την εφεύρεσή του το 1986.

Ερ: Ποια χρονιά κέρδισαν αυτό το βραβείο;


Α: Κέρδισαν το Νόμπελ Φυσικής για την εφεύρεσή του το 1986.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3