Hvad er atomsonden?
Atomsonden er et mikroskop med opløsningsmuligheder til at se og analysere objekter i størrelse. Specifikt bruges en atomsonde inden for materialevidenskab, en disciplin, der anvender stofens forskellige egenskaber til andre videnskaber og ingeniørindustrien. Enheden gør det muligt for forskere at undersøge molekylstrukturen på atomniveauet og bestemme de makroskopiske egenskaber af materialerne. Anvendt fysik, kemi, nanovidenskab og retsmedicinsk teknik bruger alle instrumentet til at identificere egenskaber ved nødvendige komponenter til forskning.
En af de vigtige facetter af det atomære sonde-mikroskop er dets anvendelse af time-in-flight spektroskopiteknologi. Denne teknik måler tidsrammen, hvor det tager et atom eller andre genstande at rejse gennem et bestemt medium. Det kan også bruges med forskellige energihændelser, såsom elektromagnetiske bølger. Formålet er at bestemme hastigheden eller længden af stien og bestemme strømningshastigheden for en partikel eller andre fænomener. Grundlæggende bruges et elektrisk felt til at accelerere ionerne i et medium, der kan måle kinetisk energi og bruges til at finde hastigheden.
Feltionmikroskopi bruges også i atomsonden som en teknik til analyse. Dette identificerer billedet og sammensætningen af atomer inden for overfladen af den skarpe metalspids af et objekt. Radius skal være mindre end 50 nanometer og anbringes i et vakuumkammer med ekstremt lavt tryk. En billeddannelsesgas som helium eller neon indføres, mens kryogene temperaturer etableres. Når et elektrisk felt er startet, bliver ioner positivt ladet og forstørrer sammensætningen af spidsen.
En af de mest avancerede former for denne teknologi er atomsonstomografi. En positionsfølsom detektor bruges i processen til at generere tredimensionelle billeder. Denne forbedring af teknikken ved hjælp af laserimpulser kan anvendes til at se komponenterne i andre materialer udover metaller. Visse halvledermaterialer, såsom silicium eller andre isolerende materialer, kan analyseres ved anvendelse af denne metode til atometermeteknologi.
Atomsonden blev primært designet af den tyske fysiker Erwin Wilhelm Muller i 1967. Yderligere forskere, såsom JA Panitz og S. Brooks McLane, udvidede på det tidspunkt konceptet. Imidlertid var det først i kommercialiseringen af den laserpulserede atomsonde i 2005, at teknologien blev meget udbredt inden for områderne materialevidenskab.