Microscopio a effetto tunnel
La microscopia a tunnel a scansione (STM) è un modo per visualizzare gli atomi. È stato sviluppato nel 1981. È stato inventato da Gerd Binnig e Heinrich Rohrer all'IBM di Zurigo. Hanno vinto il premio Nobel per la fisica per averla inventata nel 1986. Per l'STM, una buona risoluzione è di 0,1 nm di risoluzione laterale (quanto accuratamente può vedere le caratteristiche sulla superficie) e 0,01 nm di risoluzione di profondità (quanto accuratamente può vedere l'altezza delle protuberanze sulla superficie). La STM può essere usata non solo nel vuoto ma anche in aria e in vari altri liquidi o gas, e alle temperature più comuni.
L'STM si basa sul tunneling quantistico. Quando una punta metallica è portata molto vicino a una superficie metallica o semiconduttrice, una tensione tra i due può permettere agli elettroni di fluire attraverso il vuoto tra di loro. I cambiamenti di corrente mentre la sonda passa sulla superficie sono ciò che rende l'immagine. STM può essere una cosa difficile da fare, poiché ha bisogno di superfici molto pulite e di punte affilate.
Immagine della ricostruzione su una superficie d'oro.
Procedura
Prima la punta viene portata molto vicino alla cosa che si sta guardando, circa 4-7 angstrom. Poi la punta viene spostata con molta attenzione attraverso la cosa da testare. Questo cambiamento di corrente quando viene spostata può essere misurato (modalità ad altezza costante). Anche l'altezza della punta dove ha sempre la stessa corrente può essere misurata (modalità a corrente costante). Usare la modalità ad altezza costante è più veloce.
Strumentazione
Le parti di un STM sono: punta di scansione, qualcosa che muove la punta, qualcosa che le impedisce di vibrare e un computer.
Parti di un STM
Un primo piano di una semplice testa di microscopio a scansione a tunnel all'Università di St Andrews che scansiona MoS2 usando uno stilo di platino-iridio.
Pagine correlate
Letteratura
- Tersoff, J.: Hamann, D. R.: Theory of the scanning tunneling microscope, Physical Review B 31, 1985, p. 805 - 813.
- Bardeen, J.: Tunnelling from a many-particle point of view, Physical Review Letters 6 (2), 1961, p. 57-59.
- Chen, C. J.: Origin of Atomic Resolution on Metal Surfaces in Scanning Tunneling Microscopy, Physical Review Letters 65 (4), 1990, p. 448-451
- G. Binnig, H. Rohrer, Ch. Gerber, e E. Weibel, Phys. Rev. Lett. 50, 120 - 123 (1983)
- G. Binnig, H. Rohrer, Ch. Gerber, e E. Weibel, Phys. Rev. Lett. 49, 57 - 61 (1982)
- G. Binnig, H. Rohrer, Ch. Gerber, and E. Weibel, Appl. Phys. Lett., Vol. 40, Issue 2, pp. 178-180 (1982)
- R. V. Lapshin, Metodologia di scansione orientata alle caratteristiche per la microscopia a sonda e la nanotecnologia, Nanotecnologia, volume 15, numero 9, pagine 1135-1151, 2004
Domande e risposte
D: Che cos'è la microscopia a tunnel a scansione?
R: La microscopia a scansione a tunnel (STM) è un modo per visualizzare la forma di oggetti minuscoli. Può creare immagini di atomi su una superficie e spostare gli atomi in luoghi diversi.
D: Chi ha inventato la STM?
R: L'STM è stato inventato da Gerd Binnig e Heinrich Rohrer nel 1981 presso IBM, a Zurigo.
D: Quando l'hanno inventata?
R: L'hanno inventata nel 1981 presso IBM, a Zurigo.
D: Cosa può fare l'STM?
R: L'STM può creare immagini di atomi su una superficie e spostare gli atomi in luoghi diversi.
D: Hanno vinto un premio per aver inventato l'STM?
R: Sì, hanno vinto il Premio Nobel per la Fisica per averla inventata nel 1986.
D: Dove hanno vinto questo premio?
R: Hanno vinto il Premio Nobel per la Fisica per averla inventata nel 1986.
D: In che anno hanno vinto questo premio?
R: Hanno vinto il Premio Nobel per la Fisica per averla inventata nel 1986.
