Skenēšanas tuneļmikroskopija
Skenēšanas tuneļmikroskopija (STM) ir veids, kā apskatīt atomus. To izstrādāja 1981. gadā. To izgudroja Gerds Binnigs (Gerd Binnig) un Heinrihs Rorers (Heinrich Rohrer) IBM Cīrihē. Par tās izgudrošanu 1986. gadā viņi saņēma Nobela prēmiju fizikā. STM laba izšķirtspēja ir 0,1 nm sānu izšķirtspēja (cik precīzi var redzēt virsmas iezīmes) un 0,01 nm dziļuma izšķirtspēja (cik precīzi var redzēt virsmas izciļņu augstumu). STM var izmantot ne tikai vakuumā, bet arī gaisā un dažādos citos šķidrumos vai gāzēs, kā arī visbiežāk sastopamajās temperatūrās.
STM pamatā ir kvantu tuneļošana. Kad metāla uzgalis tiek pietuvināts metāla vai pusvadītāja virsmai ļoti tuvu, spriegums starp tām var ļaut elektroniem plūst cauri vakuumam starp tām. Attēlu veido strāvas izmaiņas, zondei pārvietojoties pa virsmu. STM var būt sarežģīts uzdevums, jo tam ir nepieciešamas ļoti tīras virsmas un asi uzgaļi.
Rekonstrukcijas attēls uz zelta virsmas.
Procedūra
Vispirms uzgalis tiek pietuvināts ļoti tuvu aplūkojamajam objektam, apmēram 4-7 angstroms. Pēc tam uzgalis tiek ļoti uzmanīgi pārvietots pāri testējamai lietai. Var izmērīt strāvas izmaiņas, kad tas tiek pārvietots (konstanta augstuma režīms). Var izmērīt arī uzgaļa augstumu, kurā tam vienmēr ir vienāda strāva (konstantas strāvas režīms). Pastāvīga augstuma režīma izmantošana ir ātrāka.
Instrumentācija
STM daļas ir šādas: skenēšanas uzgalis, kaut kas, kas kustina uzgalīti, kaut kas, kas aptur tā vibrāciju, un dators.
STM daļas
Vienkārša skenējošā tuneļmikroskopa galviņas tuvplāns Sentendrjūsas Universitātē, kas skenē MoS2, izmantojot platīna-iridija stilu.
Saistītās lapas
Literatūra
- Tersoff, J.: Hamann, D. R.: Theory of the scanning tunneling microscope, Physical Review B 31, 1985, p. 805 - 813.
- Bardeen, J.: Tunelēšana no daudzu daļiņu viedokļa, Physical Review Letters 6 (2), 1961, 57-59. lpp.
- Chen, C. J.: Čen Čen (Chen Chen Chen): Atomārās izšķirtspējas izcelsme metālu virsmās skenēšanas tuneļmikroskopijā, Physical Review Letters 65 (4), 1990, 448-451. lpp., Physical Review Letters 65 (4), 1990, 448-451. lpp.
- G. Binnig, H. Rohrer, Ch. Gerber un E. Weibel, Phys. Rev. Lett. 50, 120 - 123 (1983)
- G. Binnig, H. Rohrer, Ch. Gerber un E. Weibel, Phys. Rev. Lett. 49, 57 - 61 (1982)
- G. Binnig, H. Rohrer, Ch. Gerber un 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, 15. sējums, 9. numurs, 1135-1151. lpp., 2004. gads.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir skenējošā tuneļmikroskopija?
A: Skenēšanas tuneļmikroskopija (STM) ir veids, kā apskatīt sīku objektu formu. Ar to var uzņemt atomu attēlus uz virsmas un pārvietot atomus uz dažādām vietām.
J: Kas izgudroja STM?
A: STM izgudroja Gerds Binnigs un Heinrihs Roreers 1981. gadā IBM, Cīrihē.
J: Kad viņi to izgudroja?
A: Viņi to izgudroja 1981. gadā IBM, Cīrihē.
J: Ko STM spēj?
A: STM var uzņemt atomu attēlus uz virsmas un pārvietot atomus uz dažādām vietām.
J: Vai viņi saņēma balvu par STM izgudrošanu?
A: Jā, par STM izgudrošanu 1986. gadā viņi saņēma Nobela prēmiju fizikā.
J: Kur viņi ieguva šo balvu?
A: Viņi saņēma Nobela prēmiju fizikā par tās izgudrošanu 1986. gadā.
J: Kurā gadā viņi ieguva šo balvu?
A: Viņi saņēma Nobela prēmiju fizikā par tās izgudrošanu 1986. gadā.
