Co je skenovací tunelový mikroskop?

Skenovací tunelovací mikroskop (STM) je inovativní typ mikroskopu, který místo použití odrážejícího světla, jako jsou konvenční optické mikroskopy, používá kvantové tunelování mezi vzorkem a špičkou sondy k zobrazení povrchu. Rozlišení dosažená STM mohou být až 0,1 nm laterální rozlišení a 0,01 nm hloubkové rozlišení. To je několikrát vyšší než rozlišení dosažitelné pomocí nejlepších elektronových mikroskopů.

STM může fungovat v různých prostředích: kromě ultra vysokých vakua funguje také v prostředí nasycených vodou, vzduchem atd. Díky tomu je mikroskop velmi flexibilní. Povrch však musí být velmi čistý a špička STM velmi ostrá, což způsobuje praktické výzvy při zobrazování. STM vyvinuli Gerd Binnig a Heinrich Rohrer v roce 1981. V roce 1986 získali Nobelovu cenu za fyziku za práci na STM.

Tip STM je tak ostrý, že se skládá pouze z jediného atomu. Když je špička „nudná“ a skládá se ze dvou atomů rAther než jeden, to vede k nejasnějším obrazům. Výzva při vytváření dostatečně ostrých tipů vedla výzkumné pracovníky k prozkoumání používání uhlíkových nanotrubic jako tipů STM, protože jsou velmi rigidní a snadno se vyrábějí. Tip se někdy nazývá „Stylus“ a kombinace platiny-iridium patří mezi nejpoužívanější tipové materiály.

Stejně jako mnoho jiných mikroskopů je k vytvoření užitečného STM často nutné pro vytvoření užitečného STM. V nejranějších systémech byly použity magnetické levitační schémata, i když dnes jsou systémy na jaře nejoblíbenější. Krátce poté, co se STMS stal běžnou znalostí, dokázal student střední školy vytvořit hrubý s použitím pouze asi 100 USD dolarů (USD) materiálů. Jako zobrazovací obrazovka byl použit osciloskop.

Špička STM se řídí „piezo“ nebo piezoelektrickým krystalem, který se ohýbá malým, ale velmi předvídatelným způsobem v reakci na elektrické fiEld. V STM je pohyb špičky zcela kontrolován počítačem.