Основен наука

Сканиращ инструмент за тунелиране на микроскоп

Съдържание:

Сканиращ инструмент за тунелиране на микроскоп
Сканиращ инструмент за тунелиране на микроскоп
Anonim

Сканиращ тунелен микроскоп (STM)тип микроскоп, чийто принцип на работа се основава на квантовия механичен феномен, известен като тунелиране, при който вълнообразните свойства на електроните им позволяват да „тунелират“ извън повърхността на твърдо вещество в области на пространството, които са им забранени съгласно правилата на класическата физика. Вероятността да се намерят такива тунелиращи електрони намалява експоненциално с увеличаването на разстоянието от повърхността. STM използва тази изключителна чувствителност към разстоянието. Острият връх на волфрамова игла е разположен на няколко ангстрема от повърхността на пробата. Малко напрежение се прилага между върха на сондата и повърхността, което води до тунели на електроните през пролуката. Тъй като сондата се сканира по повърхността, тя регистрира промени в тока на тунелиране и тази информация може да бъде обработена, за да осигури топографско изображение на повърхността.

STM се появява през 1981 г., когато швейцарските физици Герд Биниг и Хайнрих Рохър се заемат да създадат инструмент за изследване на локалната проводимост на повърхностите. Биниг и Рохър избраха повърхността на златото за първото си изображение. Когато изображението се показваше на екрана на телевизионен монитор, те виждаха редици от точно разположени атоми и наблюдаваха широки тераси, разделени на стъпки по един атом във височина. Биниг и Рохър бяха открили в STM прост метод за създаване на директно изображение на атомната структура на повърхностите. Откритието им отвори нова ера в областта на повърхностните науки, а впечатляващото им постижение е признато с присъждането на Нобеловата награда за физика през 1986 г.