Skaneeriv tunnelmikroskoopia

Skaneeriv tunnelmikroskoopia (STM) on viis aatomite vaatlemiseks. See töötati välja 1981. aastal. Selle leiutasid Gerd Binnig ja Heinrich Rohrer IBM Zürichis. Nad said selle leiutamise eest 1986. aastal Nobeli füüsikapreemia. STMi puhul on hea eraldusvõime 0,1 nm külgmine eraldusvõime (kui täpselt saab näha pinnal olevaid tunnuseid) ja 0,01 nm sügavuslahutus (kui täpselt saab näha pinnal olevate kühmude kõrgust). STM-i saab kasutada mitte ainult vaakumis, vaid ka õhus ja mitmesugustes muudes vedelikes või gaasides ning enamiku tavaliste temperatuuride juures.

STM põhineb kvant-tunneldamisel. Kui metallist ots viiakse väga lähedale metallist või pooljuhtpinnale, võib nende kahe vahel olev pinge lasta elektronidel läbi nende vahelise vaakumi voolata. Pildi annab voolu muutus, kui sond üle pinna liigub. STM võib olla raske asi, sest selleks on vaja väga puhtaid pindu ja teravaid tippe.

Rekonstruktsiooni kujutis kuldpinnal.

Menetlus

Kõigepealt viiakse ots väga lähedale vaadeldavale objektile, umbes 4-7 angströmi kaugusele. Seejärel liigutatakse otsik väga ettevaatlikult üle uuritava asja. Seda voolu muutust liigutamisel saab mõõta (konstantse kõrguse režiim). Samuti saab mõõta tipu kõrgust, kus see on alati sama vooluga (konstantse voolu režiim). Konstantse kõrguse režiimi kasutamine on kiirem.

Instrumentatsioon

STM-i osad on: skaneeriv ots, midagi, mis liigutab otsa, midagi, mis takistab selle vibreerimist, ja arvuti.

STMi osad

Lähivaade lihtsast skaneerivast tunnel-mikroskoobi peast St Andrews'i ülikoolist, mis skaneerib MoSi2, kasutades plaatina-Iridiumi pliiatsit.

Seotud leheküljed

Mikroskoop

Kirjandus

Tersoff, J.: Hamann, D. R.: Theory of the scanning tunnelmikroskoop, Physical Review B 31, 1985, lk 805 - 813.
Bardeen, J.: Tunneldamine paljude osakeste seisukohast, Physical Review Letters 6 (2), 1961, lk 57-59.
Chen, C. J: Origin of Atomic Resolution on Metal Surfaces in Scanning Tunneling Microscopy, Physical Review Letters 65 (4), 1990, lk 448-451.

G. Binnig, H. Rohrer, Ch. Gerber ja E. Weibel, Phys. Rev. Lett. 50, 120 - 123 (1983)
G. Binnig, H. Rohrer, Ch. Gerber ja E. Weibel, Phys. Rev. Lett. 49, 57 - 61 (1982)
G. Binnig, H. Rohrer, Ch. Gerber ja E. Weibel, Appl. Phys. Lett., Vol. 40, Issue 2, pp. 178-180 (1982).
R. V. Lapshin, Feature-oriented scanning methodology for probe microscopy and nanotechnology, Nanotechnology, volume 15, issue 9, pages 1135-1151, 2004

Küsimused ja vastused

Küsimus: Mis on skaneeriv tunnelmikroskoopia?

V: Skaneeriv tunnelmikroskoopia (STM) on viis pisikeste objektide kuju vaatlemiseks. Sellega saab teha pilte aatomitest pinnal ja liigutada aatomeid erinevatesse kohtadesse.

K: Kes leiutas STMi?

V: STMi leiutasid Gerd Binnig ja Heinrich Rohrer 1981. aastal Zürichis IBMi juures.

K: Millal nad selle leiutasid?

V: Nad leiutasid selle 1981. aastal IBMi juures Zürichis.

K: Mida saab STM teha?

V: STM suudab teha aatomitest pilte pinnal ja liigutada aatomeid erinevatesse kohtadesse.

K: Kas nad võitsid STMi leiutamise eest auhinna?

V: Jah, nad said selle leiutamise eest 1986. aastal Nobeli füüsikaauhinna.

K: Kus nad selle auhinna võitsid?

V: Nad said selle leiutamise eest 1986. aastal Nobeli füüsikaauhinna.

K: Mis aastal nad selle auhinna said?

V: Nad said Nobeli füüsikapreemia selle leiutamise eest 1986. aastal.