Pásztázó alagutazó mikroszkóp eszköz

Pásztázó alagútmikroszkóp (STM)típusú mikroszkóp, amelynek működési elve az alagútolásnak nevezett kvantummechanikai jelenségen alapul, amelyben az elektronok hullámszerű tulajdonságai lehetővé teszik számukra, hogy „alagútba lépjenek” egy szilárd anyag felületén olyan űrrégiókba, amelyeket a szabályok tiltanak nekik. a klasszikus fizika. Az ilyen alagút elektronok megtalálásának valószínűsége exponenciálisan csökken, amikor a felülettől való távolság növekszik. Az STM ezt a szélsőséges érzékenységet használja ki. A volfrámtű éles csúcsa néhány mérföldnyire helyezkedik el a minta felületétől. A szonda csúcsa és a felület között kicsi feszültség van, és az elektronok alagútba lépnek a résen. Mivel a szondát a felületen vizsgálják, regisztrálja az alagútáram változásait, és ezeket az információkat feldolgozhatják, hogy a felület topográfiai képe legyen.

Az STM 1981-ben jelent meg, amikor Gerd Binnig és Heinrich Rohrer svájci fizikusok egy eszköz felállítását készítették a felületek helyi vezetőképességének tanulmányozására. Binnig és Rohrer az első képükké az arany felületét választotta. Amikor a képet egy televíziómonitor képernyőjén jelenítették meg, pontosan egymástól távol elhelyezkedő atomok sorát látták és megfigyelték a széles teraszokat, amelyek egymástól atomi magasságúak voltak. Binnig és Rohrer az STM-ben felfedezték a felületek atomszerkezetének közvetlen képének létrehozására szolgáló egyszerű módszert. Felismerésük új korszakot nyitott a felszíni tudomány számára, és lenyűgöző eredményüket az 1986-os Nobel-fizikai díjjal jutalmazták.