Hva er atomsonden?
Atomsonden er et mikroskop med oppløsningsmuligheter for å se og analysere gjenstander i atomstørrelse. Spesielt brukes en atomsonde innen materialvitenskap, en disiplin som bruker de forskjellige egenskapene til materie til andre vitenskaper og ingeniørindustrien. Enheten gjør det mulig for forskere å undersøke molekylstruktur på atomnivå og bestemme de makroskopiske egenskapene til materialene. Anvendt fysikk, kjemi, nanovitenskap og rettsmedisinske ingeniører bruker instrumentet til å identifisere egenskaper for nødvendige komponenter for å forske.
En av de viktige fasettene til det atumsonde mikroskopet er bruken av time-in-flight spektroskopiteknologi. Denne teknikken måler tidsrammen det tar et atom eller andre gjenstander å reise gjennom et visst medium. Det kan også brukes med forskjellige energihendelser som elektromagnetiske bølger. Hensikten er å bestemme hastigheten eller lengden på banen og bestemme strømningshastigheten til en partikkel eller andre fenomener. I utgangspunktet brukes et elektrisk felt for å akselerere ionene i et medium, som kan måle kinetisk energi og brukes til å finne hastigheten.
Feltionmikroskopi brukes også i atomsonden som en teknikk for analyse. Dette identifiserer bildet og sammensetningen av atomer innenfor overflaten av den skarpe metallspissen av et objekt. Radiusen må være mindre enn 50 nanometer og plasseres i et vakuumkammer med ekstremt lavt trykk. En bildegass som helium eller neon blir introdusert, mens kryogene temperaturer er etablert. Etter at et elektrisk felt er startet, blir ionene positivt ladet og forstørrer sammensetningen av spissen.
En av de mest avanserte formene for denne teknologien er atomsonde-tomografi. En posisjonssensitiv detektor brukes i prosessen for å generere tredimensjonale bilder. Denne forbedring av teknikken ved bruk av laserpulser kan brukes til å se komponentene i andre materialer foruten metaller. Enkelte halvledermaterialer, som silisium eller andre isolerende materialer, kan analyseres ved bruk av denne metoden for atomsonde-teknologi.
Atomsonden ble primært designet av den tyske fysikeren Erwin Wilhelm Muller i 1967. Flere forskere, som JA Panitz og S. Brooks McLane, utvidet konseptet den gang. Imidlertid var det ikke før kommersialiseringen av den laserpulserede atomsonden i 2005 at teknologien ble svært utbredt innen fagområdet materialvitenskap.