주사 터널링 현미경이란 무엇입니까?

주사 터널링 현미경 (STM)은 기존의 광학 현미경과 같이 반사광을 사용하는 대신 시료와 프로브 팁 사이에 양자 터널링을 사용하여 표면을 이미징하는 혁신적인 유형의 현미경입니다. STM에 의해 달성 된 분해능은 0.1 nm 측면 분해능 및 0.01 nm 깊이 분해능만큼 높을 수 있습니다. 이것은 최고의 전자 현미경을 사용하여 얻을 수있는 해상도보다 몇 배 더 높습니다.

STM은 다양한 환경에서 작동 할 수 있습니다. 초고 진공 외에도 물, 공기 등으로 포화 된 환경에서도 작동합니다. 이렇게하면 현미경이 매우 유연 해집니다. 그러나 표면이 매우 깨끗해야하고 STM 팁이 매우 날카 로워 이미징에 실질적인 어려움이 있습니다. STM은 1981 년 Gerd Binnig와 Heinrich Rohrer에 의해 개발되었습니다. 1986 년 STM에 대한 연구로 노벨 물리학상을 수상했습니다.

STM 팁은 매우 날카 로워 단일 원자로 만 구성됩니다. 팁이 "칙칙"하고 하나가 아닌 두 개의 원자로 구성되어 있으면 이미지가 더 흐릿 해집니다. 충분히 날카로운 팁을 생성해야하는 과제로 인해 연구자들은 탄소 나노 튜브를 STM 팁으로 사용하는 방법을 연구했습니다. 팁은 "스타일러스"라고도하며 백금-이리듐 조합은 가장 널리 사용되는 팁 재료 중 하나입니다.

다른 많은 현미경과 마찬가지로 유용한 STM을 만들려면 종종 고급 진동 감쇠가 필요합니다. 최초의 시스템에서는 자기 부상 방식이 사용되었지만 오늘날 스프링 기반 시스템이 가장 널리 사용됩니다. STM이 공통의 지식이 된 직후, 고등학생은 약 100 달러의 재료를 사용하여 원유를 만들 수있었습니다. 이미징 스크린으로서 오실로스코프가 사용되었다.

STM의 팁은 전기장에 반응하여 작지만 매우 예측 가능한 방식으로 구부러지는 "piezo"또는 압전 결정에 의해 안내됩니다. STM에서 팁 이동은 완전히 컴퓨터로 제어됩니다.