Co je atomová sonda?
Atomová sonda je mikroskop s rozlišovací schopností pro prohlížení a analýzu atomových objektů. Konkrétně se atomová sonda používá v oblasti vědy o materiálech, což je disciplína, která aplikuje různé vlastnosti hmoty na jiné vědy a strojírenský průmysl. Zařízení umožňuje vědcům zkoumat molekulární strukturu na atomové úrovni a určit makroskopické vlastnosti materiálů. Aplikovaná fyzika, chemie, nanověda a forenzní inženýrství využívají tento nástroj k identifikaci charakteristik nezbytných součástí pro výzkum.
Jedním z důležitých aspektů mikroskopu atomové sondy je použití technologie spektroskopie za letu. Tato technika měří časový rámec, ve kterém atom nebo jiné objekty projdou určitým médiem. Může být také použit s různými energetickými událostmi, jako jsou elektromagnetické vlny. Účelem je určit rychlost nebo délku dráhy a určit průtokovou rychlost částice nebo jiného jevu. V zásadě se elektrické pole používá k urychlení iontů v médiu, které může měřit kinetickou energii a používá se k nalezení rychlosti.
Polární iontová mikroskopie se také používá v atomové sondě jako technika pro analýzu. Toto identifikuje obraz a složení atomů na povrchu ostré kovové špičky předmětu. Poloměr musí být menší než 50 nanometrů a umístěn do vakuové komory s extrémně nízkým tlakem. Zavádí se zobrazovací plyn, jako je helium nebo neon, zatímco jsou stanoveny kryogenní teploty. Po zahájení elektrického pole se ionty pozitivně nabijí a zvětšují složení špičky.
Jednou z nejpokročilejších forem této technologie je tomografie atomové sondy. V tomto procesu se používá detektor citlivý na polohu pro generování trojrozměrných obrazů. Toto vylepšení této techniky pomocí laserových pulzů lze využít k prohlížení složek jiných materiálů kromě kovů. Určité polovodičové materiály, jako je křemík nebo jiné izolační materiály, lze analyzovat pomocí této metody technologie atomové sondy.
Atomová sonda byla v roce 1967 primárně navržena německým fyzikem Erwinem Wilhelmem Mullerem. Technologie se však stala vysoce převládající v oblasti vědy o materiálech až do komercializace laserové pulzní atomové sondy v roce 2005.