Al estudiar los modelos atómicos de Dalton, Thomson, Rutherford y Böhr, se observa que los átomos se ven aislados. En realidad, sin embargo, ni siquiera los microscopios más avanzados pueden permitirnos ver un átomo aislado.
Sin embargo, con el desarrollo de la tecnología, se crearon máquinas que nos permiten visualizar manchas de colores que nos dan la ubicación de estos átomos en el material estudiado.
El primer equipo que nos permitió tal hazaña para generar imágenes reales de superficies con resolución atómica fue el Microscopio. Microscopio de túnel de barrido o simplemente Microscopio de túnel de barrido (STM). Entonces es posible resolver superficies a escala atómica y visualizar imágenes reales de átomos y moléculas en la superficie de un sólido.
El microscopio de túnel (STM) fue creado en 1981 por los científicos Gerd Binning y Heinrich Rohrer, de IBM Zurich, quienes terminaron recibiendo el Premio Nobel de Física en 1986 por este descubrimiento.
Su principio de funcionamiento se basa en el principio de la Mecánica Cuántica del comportamiento dual del electrón, es decir, puede comportarse unas veces como una partícula y otras como una onda. Esto significa que, como onda, puede penetrar lugares que, antes, según la Mecánica Clásica, serían imposible y, además, puede atravesar una barrera potencial que clásicamente separa dos regiones. permitido. Así, fue solo con la formulación de la Mecánica Cuántica que estos avances fueron posibles.
Así, esta probabilidad distinta de cero que tiene la ola de atravesar una barrera es un fenómeno conocido como tunelización o tunelización.
Se aplica un voltaje eléctrico entre una aguja de tungsteno con una punta extremadamente fina y la muestra a analizar. Este voltaje sirve para aumentar la probabilidad de transferencia de electrones. Porque lo que sucederá es que, cuando la aguja se acerque a la muestra, los electrones de la aguja se tunelizarán en la muestra.
Esta aguja se mueve sobre la superficie del material, escaneándolo, y los electrones tunelizados generan una pequeña corriente eléctrica, que es recogida por el circuito de la máquina, enviando esta información a la computadora, que examina la topografía de los átomos en la superficie de la muestra, es decir, registra su relieve (potencial).
La fuerza de la corriente depende de la distancia; y su constancia depende de la variación de la distancia entre la punta de la aguja y la muestra.
Con esta técnica, ya se han registrado varias imágenes atómicas de superficies semiconductoras, así como moléculas adsorbidas químicamente.
Las muestras analizadas deben ser conductoras y, para un mejor resultado, deben realizarse al vacío. También pueden tomarse en la atmósfera, pero el aire puede hacer que la muestra sea impura y comprometer la imagen obtenida.
Gracias a la invención del STM, fue posible no solo visualizar átomos y moléculas, sino también medirlos y manipularlos. Y esto ha desencadenado el desarrollo de una amplia variedad de microscopios de sonda de barrido (SPM).
Por Jennifer Fogaça
Licenciada en Química
Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/microscopio-tunelamento-com-varredura-stm.htm
