Was ist die Atomsonde?
Die Atomsonde ist ein Mikroskop mit Auflösungsfunktionen, um Objekte in atomartigen Größe zu betrachten und zu analysieren. Insbesondere wird eine Atomsonde im Bereich der Materialwissenschaft verwendet, eine Disziplin, die die verschiedenen Eigenschaften der Materie auf andere Wissenschaften und die Ingenieurbranche anwendet. Das Gerät ermöglicht es Wissenschaftlern, die molekulare Struktur auf Atomebene zu untersuchen und die makroskopischen Eigenschaften der Materialien zu bestimmen. Angewandte Physik, Chemie, Nanowissenschaften und Forensische Engineering verwenden das Instrument, um die Merkmale der erforderlichen Komponenten für die Forschung zu identifizieren.
Eine der wichtigsten Facetten des Atomsondenmikroskops ist die Verwendung der Zeit-in-Flug-Spektroskopie-Technologie. Diese Technik misst den Zeitrahmen, in dem es ein Atom oder andere Objekte benötigt, um durch ein bestimmtes Medium zu reisen. Es kann auch mit verschiedenen Energieereignissen wie elektromagnetischen Wellen verwendet werden. Ziel ist es, die Geschwindigkeit oder Länge des Pfades zu bestimmen und die Durchflussrate von a zu bestimmenTeilchen oder andere Phänomene. Grundsätzlich wird ein elektrisches Feld verwendet, um die Ionen in einem Medium zu beschleunigen, das die kinetische Energie messen kann und verwendet wird, um die Geschwindigkeit zu finden.
Feldionenmikroskopie wird auch in der Atomsonde als Technik für die Analyse verwendet. Dies identifiziert das Bild und die Zusammensetzung von Atomen in der Oberfläche der scharfen Metallspitze eines Objekts. Der Radius muss weniger als 50 Nanometer betragen und in einer Vakuumkammer mit extrem niedrigen Drücken platziert werden. Ein Bildgebungsgas wie Helium oder Neon wird eingeführt, während kryogene Temperaturen festgelegt werden. Nachdem ein elektrisches Feld eingeleitet wurde, werden die Ionen positiv geladen und vergrößern die Zusammensetzung der Spitze.
Eine der fortschrittlichsten Formen dieser Technologie ist die Atom -Sonden -Tomographie. Ein positionsensitiver Detektor wird im Prozess verwendet, um dreidimensionale Bilder zu erzeugen. Diese Verbesserung der Technik unter Verwendung von LaserpulsSES kann verwendet werden, um die Komponenten anderer Materialien neben Metallen zu sehen. Bestimmte Halbleitermaterialien wie Silizium oder andere Isoliermaterialien können mit dieser Methode der Atomsondentechnologie analysiert werden.
Die Atomsonde wurde 1967 vom deutschen Physiker Erwin Wilhelm Müller entworfen. Zusätzliche Wissenschaftler wie J.A. Panitz und S. Brooks McLane erweiterten das Konzept zu dieser Zeit. Erst als die Kommerzialisierung der laserpulsierten Atomsonde im Jahr 2005 in den Bereichen der Materialwissenschaft sehr verbreitet wurde.