O que é a sonda Atom?

A sonda atom é um microscópio com capacidade de resolução para visualizar e analisar objetos de tamanho atômico. Especificamente, uma sonda de átomo é usada no campo da ciência dos materiais, uma disciplina que aplica as várias propriedades da matéria a outras ciências e à indústria de engenharia. O dispositivo permite aos cientistas investigar a estrutura molecular no nível atômico e determinar as propriedades macroscópicas dos materiais. Física aplicada, química, nanociência e engenharia forense utilizam o instrumento para identificar características dos componentes necessários à pesquisa.

Uma das facetas importantes do microscópio de sonda atômica é o uso da tecnologia de espectroscopia em tempo de voo. Essa técnica mede o período de tempo em que um átomo ou outros objetos são necessários para viajar através de um determinado meio. Também pode ser usado com vários eventos de energia, como ondas eletromagnéticas. O objetivo é determinar a velocidade ou o comprimento do caminho e determinar a taxa de fluxo de uma partícula ou outro fenômeno. Basicamente, um campo elétrico é usado para acelerar os íons em um meio, que pode medir a energia cinética e é usado para encontrar a velocidade.

A microscopia de íons de campo também é usada na sonda de átomos como uma técnica para análise. Isso identifica a imagem e a composição dos átomos na superfície da ponta afiada de metal de um objeto. O raio deve ser inferior a 50 nanômetros e colocado dentro de uma câmara de vácuo com pressões extremamente baixas. Um gás de imagem como hélio ou néon é introduzido, enquanto as temperaturas criogênicas são estabelecidas. Depois que um campo elétrico é iniciado, os íons ficam carregados positivamente e ampliam a composição da ponta.

Uma das formas mais avançadas dessa tecnologia é a tomografia por sonda atômica. Um detector sensível à posição é usado no processo para gerar imagens tridimensionais. Esse aprimoramento da técnica, usando pulsos de laser, pode ser utilizado para visualizar os componentes de outros materiais além dos metais. Certos materiais semicondutores, como silício ou outros materiais isolantes, podem ser analisados ​​usando esse método da tecnologia de sonda de átomos.

A sonda do átomo foi projetada principalmente pelo físico alemão Erwin Wilhelm Muller em 1967. Cientistas adicionais, como JA Panitz e S. Brooks McLane, expandiram o conceito na época. No entanto, não foi até a comercialização da sonda de átomos pulsados ​​a laser em 2005 que a tecnologia se tornou altamente prevalecente nos campos da ciência dos materiais.