Atomプローブとは何ですか？

アトムプローブは、原子サイズのオブジェクトを表示および分析する分解能を備えた顕微鏡です。 具体的には、原子プローブは、物質のさまざまな特性を他の科学や工学産業に適用する学問分野である材料科学の分野で使用されています。 このデバイスにより、科学者は原子レベルで分子構造を調査し、材料の巨視的な特性を決定できます。 応用物理学、化学、ナノサイエンス、法医学工学はすべて、この機器を利用して研究に必要なコンポーネントの特性を特定します。

原子プローブ顕微鏡の重要な側面の1つは、飛行時間分光法の使用です。 この手法は、原子または他のオブジェクトが特定の媒体を通過するのにかかる時間枠を測定します。 また、電磁波などのさまざまなエネルギーイベントで使用することもできます。 目的は、経路の速度または長さを決定し、粒子または他の現象の流量を決定することです。 基本的に、電場は媒質中のイオンを加速するために使用され、運動エネルギーを測定し、速度を見つけるために使用されます。

フィールドイオン顕微鏡は、分析の手法としてアトムプローブでも使用されます。 これにより、物体の鋭い金属チップの表面内の原子の画像と組成が識別されます。 半径は50ナノメートル未満で、極端に低い圧力の真空チャンバー内に配置する必要があります。 ヘリウムやネオンなどのイメージングガスが導入され、極低温が確立されます。 電界が開始されると、イオンは正に帯電し、先端の組成が拡大します。

この技術の最も高度な形式の1つは、原子プローブ断層撮影です。 このプロセスでは、位置検出器を使用して3次元画像を生成します。 レーザーパルスを使用したこの手法の改善は、金属以外の他の材料のコンポーネントを表示するために利用できます。 シリコンや他の絶縁材料などの特定の半導体材料は、この原子プローブ技術の方法を使用して分析できます。

原子プローブは、1967年にドイツの物理学者Erwin Wilhelm Mullerによって主に設計されました。JAPanitzやS. Brooks McLaneなどの追加の科学者は、当時の概念を拡張しました。 しかし、2005年にレーザーパルス原子プローブが商品化されて初めて、この技術が材料科学の分野で広く普及しました。