Revealed: A mikroszkópok gyorsítási technológiája
A modern műszerfejlesztés történetében a mikroszkópos technológia rohamosan fejlődött az emberi technológia fejlődésével, és a tudományos kutatás és az anyagfejlesztés is példátlanul kis világokba szorult az új mikroszkópos technológiák feltalálásával. Az atomerő-mikroszkópia különféle kutatási területeken alkalmazható, beleértve a polimer anyagokat, optoelektronikai anyagokat, nanoanyagokat, bioanyagokat stb. Ezen túlmenően szondái felületi atomok vagy molekulák manipulálására is szolgálhatnak, szélesebb teret biztosítva a tudományos kutatásnak és a képzeletnek.
A jelentések szerint Keith Schwab, a Cornell Egyetem fizikusa egy nanoelektronikai mérési módszert alkalmazott egy pásztázó alagútmikroszkóp létrehozására, amely a meglévő mikroszkópoknál legalább 100-szor gyorsabban képes felvételeket készíteni a felületen lévő egyes atomokról. A pásztázó alagútmikroszkóp felhasználhatja a kvantum-alagút vagy az akadályokon keresztül történő elektronalagút képességét a tűdetektor és a vezető felület közötti távolság mérésére.
A kutatók egy további rádiófrekvenciás forrást adtak hozzá, és egy egyszerű hálózaton keresztül hullámot küldtek egy pásztázó alagútmikroszkópba. Azt találták, hogy a hullámot a forrás felé visszaverő jellemzőt használhatják az alagút csomópontjának ellenállásának kimutatására. Ezt a technológiát reflektométer technológiának nevezik, amely szabványos kábeleket használ nagyfrekvenciás hullámcsatornaként, és nem lassul le a kábelkapacitás korlátai miatt. És egy kis feszültséget kapcsoltak a mintára, és a detektort a minta felülete felett néhány angströmnyire mozgatták.
Meg kell jegyezni, hogy egy ideális pásztázó alagútmikroszkóp olyan sebességgel tud adatokat gyűjteni, mint az alagúton áthaladó elektronok tartási sebessége, elérve az egy gigahertzes sebességet vagy az egymilliárd ciklus másodpercenkénti sávszélességét. Egy tipikus pásztázó alagútmikroszkópot azonban korlátoz az olvasóáramkör kábelének vagy az energiatárolónak a kapacitása, sebessége pedig különösen lassú, körülbelül 1 kHz vagy még kevesebb.
Érdemes megemlíteni, hogy a szakértők szerint ez a technológia atomszintű hőmérők gyártására is alkalmas. Szilárd meggyőződésük, hogy 10 éven belül nagyszámú RF pásztázó alagútmikroszkóp lesz, amelyeket az emberek különféle nagyszerű kísérletekhez használhatnak. Az atomerőmikroszkópia feltalálása példátlan analitikai képességeket adott a tudományos közösségnek, így az anyagi felületeken lévő atomok és molekulák kimutatása és manipulálása már nem csak álom.
