Daltoni, Thomsoni, Rutherfordi ja Böhri aatomimudeleid uurides märgitakse, et aatomeid nähakse eraldi. Tegelikult ei suuda isegi kõige arenenumad mikroskoobid lubada meil näha isoleeritud aatomit.
Kuid tehnoloogia arenguga loodi masinad, mis võimaldavad meil visualiseerida värvilisi laike, mis annavad meile nende aatomite asukoha uuritud materjalis.
Esimene seade, mis võimaldas meil sellisel saavutusel aatomlahutusega pindadest reaalseid pilte luua, oli mikroskoop Skaneeriv tunnelmikroskoop või lihtsalt skaneeriv tunnelmikroskoop (STM). Seejärel on võimalik pinnad aatomiskaalas lahendada ning tahke aine pinnal olevad aatomite ja molekulide tegelikud kujutised visualiseerida.
Tunnelimikroskoobi (STM) lõid 1981. aastal IBM Zürichist pärit teadlased Gerd Binning ja Heinrich Rohrer, kes said selle avastuse eest 1986. aastal Nobeli füüsikaauhinna.
Selle tööpõhimõte põhineb elektroni kahekordse käitumise kvantmehaanika põhimõttel, see tähendab, et see võib käituda mõnikord osakese ja mõnikord lainena. See tähendab, et lainena võib see tungida kohtadesse, mis enne klassikalise mehaanika järgi oleks võimatu ja lisaks saab tunnel läbi potentsiaalse tõkke, mis klassikaliselt eraldab kahte piirkonda. lubatud. Seega olid edasiminekud võimalikud ainult kvantmehaanika koostamisel.
Seega on see nullist erinev tõenäosus, et laine ületab tõkke, nähtus, mida nimetatakse tunneliks või tunneliks.
Ärge lõpetage kohe... Peale reklaami on veel;)
Ülipeene otsaga volframnõela ja analüüsitava proovi vahel rakendatakse elektrilist pinget. See pinge suurendab elektronide ülekande tõenäosust. Sest mis juhtub, on see, et kui nõel proovile lähemale jõuab, tunnelistatakse nõelast elektronid proovi.
See nõel liigub skaneerides üle materjali pinna ja tunneliga elektronid tekitavad väikese elektrivoolu, mille masinahelaga, saates selle teabe arvutisse, mis uurib valimi pinnal olevate aatomite topograafiat, see tähendab, et registreeritakse nende reljeefsus (potentsiaalne).
Voolu tugevus sõltub kaugusest; ja selle püsivus sõltub nõela otsa ja proovi vahelise kauguse varieerumisest.
Seda tehnikat kasutades on juba salvestatud mitu pooljuhtpindade aatomipilti ning keemiliselt adsorbeeritud molekulid.
Analüüsitavad proovid peavad olema juhtivad ja parema tulemuse saamiseks tuleb need teha vaakumis. Neid võib võtta ka atmosfääris, kuid õhk võib proovi ebapuhasuks muuta ja saadud pilti kahjustada.
Tänu STM leiutisele sai võimalikuks mitte ainult aatomite ja molekulide visualiseerimine, vaid ka nende mõõtmine ja manipuleerimine. Ja see on käivitanud paljude erinevate skaneerivate sondide mikroskoopide (SPM) väljatöötamise.
Autor Jennifer Fogaça
Lõpetanud keemia
Kas soovite sellele tekstile viidata koolis või akadeemilises töös? Vaata:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Skaneeritud tunnelimikroskoop (STM)"; Brasiilia kool. Saadaval: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/microscopio-tunelamento-com-varredura-stm.htm. Juurdepääs 27. juunil 2021.
