Skaningowy mikroskop tunelowy
Skaningowa mikroskopia tunelowa (STM) to sposób na oglądanie atomów. Została opracowana w 1981 roku. Została wynaleziona przez Gerda Binniga i Heinricha Rohrera w IBM Zürich. Za jej wynalezienie otrzymali oni w 1986 r. Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Dla STM dobra rozdzielczość to 0,1 nm rozdzielczość boczna (jak dokładnie widzi cechy na powierzchni) i 0,01 nm rozdzielczość wgłębna (jak dokładnie widzi wysokość nierówności na powierzchni). STM może być używany nie tylko w próżni, ale także w powietrzu i różnych innych cieczach lub gazach, oraz w większości powszechnie stosowanych temperatur.
STM opiera się na tunelowaniu kwantowym. Kiedy metalowa końcówka jest zbliżona do powierzchni metalowej lub półprzewodnikowej, napięcie pomiędzy nimi pozwala na przepływ elektronów przez próżnię pomiędzy nimi. Zmiany w natężeniu prądu podczas przesuwania sondy nad powierzchnią są tym, co tworzy obraz. STM może być trudna do wykonania, ponieważ wymaga bardzo czystych powierzchni i ostrych końcówek.
Obraz rekonstrukcji na powierzchni złota.
Procedura
Najpierw końcówka jest zbliżana do badanego przedmiotu na odległość około 4-7 angstremów. Następnie końcówka jest przesuwana bardzo ostrożnie po badanym elemencie. Zmiana prądu podczas przesuwania może być zmierzona (tryb stałej wysokości). Można również zmierzyć wysokość końcówki, na której zawsze płynie taki sam prąd (tryb stałego prądu). Używanie trybu stałej wysokości jest szybsze.
Oprzyrządowanie
Części STM to: końcówka skanująca, coś, co porusza końcówką, coś, co powstrzymuje ją przed drganiami oraz komputer.
Części STM
Zbliżenie prostej głowicy skaningowego mikroskopu tunelowego na Uniwersytecie St Andrews, skanującej MoS2 za pomocą rysika platynowo-irydowego.
Powiązane strony
Literatura
- Tersoff, J.: Hamann, D. R.: Theory of the scanning tunneling microscope, Physical Review B 31, 1985, s. 805 - 813.
- Bardeen, J.: Tunnelling from a many-particle point of view, Physical Review Letters 6 (2), 1961, s. 57-59.
- Chen, C. J.: Origin of Atomic Resolution on Metal Surfaces in Scanning Tunneling Microscopy, Physical Review Letters 65 (4), 1990, s. 448-451
- G. Binnig, H. Rohrer, Ch. Gerber, and E. Weibel, Phys. Rev. Lett. 50, 120 - 123 (1983)
- G. Binnig, H. Rohrer, Ch. Gerber, and 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.
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest skaningowa mikroskopia tunelowa?
O: Skaningowa mikroskopia tunelowa (STM) to sposób na oglądanie kształtu małych obiektów. Może wykonywać obrazy atomów na powierzchni i przenosić atomy w różne miejsca.
P: Kto wynalazł STM?
O: STM został wynaleziony przez Gerda Binniga i Heinricha Rohrera w 1981 roku w IBM w Zurychu.
P: Kiedy to się stało?
O: Wynaleźli ją w 1981 roku w IBM, w Zurychu.
P: Co potrafi STM?
O: STM może robić zdjęcia atomów na powierzchni i przenosić atomy w różne miejsca.
P: Czy za wynalezienie STM otrzymali nagrodę?
O: Tak, w 1986 r. otrzymali za jej wynalezienie Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki.
P: Gdzie otrzymali tę nagrodę?
A: Otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki za wynalezienie STM w 1986 roku.
P: W którym roku otrzymali tę nagrodę?
A: Otrzymali Nagrodę Nobla z fizyki za wynalezienie jej w 1986 roku.
