डाल्टन, थॉमसन, रदरफोर्ड और बोहर के परमाणु मॉडल का अध्ययन करते समय, यह ध्यान दिया जाता है कि परमाणुओं को अलगाव में देखा जाता है। वास्तव में, हालांकि, सबसे उन्नत सूक्ष्मदर्शी भी हमें एक पृथक परमाणु को देखने की अनुमति नहीं दे पाते हैं।
हालांकि, प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, मशीनों का निर्माण किया गया जो हमें रंगीन धब्बों की कल्पना करने की अनुमति देते हैं जो हमें अध्ययन की गई सामग्री में इन परमाणुओं का स्थान देते हैं।
पहला उपकरण जिसने हमें परमाणु संकल्प के साथ सतहों की वास्तविक छवियों को उत्पन्न करने की अनुमति दी, वह माइक्रोस्कोप था स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप या बस स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप (एसटीएम)। तब परमाणु पैमाने पर सतहों को हल करना और ठोस की सतह पर परमाणुओं और अणुओं की वास्तविक छवियों की कल्पना करना संभव है।
टनलिंग माइक्रोस्कोप (एसटीएम) 1981 में आईबीएम ज्यूरिख के वैज्ञानिकों गर्ड बिनिंग और हेनरिक रोहरर द्वारा बनाया गया था, जिन्होंने इस खोज के लिए 1986 में भौतिकी में नोबेल पुरस्कार प्राप्त किया था।
इसका कार्य सिद्धांत इलेक्ट्रॉन के दोहरे व्यवहार के क्वांटम यांत्रिकी के सिद्धांत पर आधारित है, अर्थात यह कभी कण के रूप में और कभी तरंग के रूप में व्यवहार कर सकता है। इसका मतलब यह है कि, एक लहर के रूप में, यह उन जगहों में प्रवेश कर सकता है, जो पहले, शास्त्रीय यांत्रिकी के अनुसार, होगा असंभव और, इसके अलावा, एक संभावित अवरोध के माध्यम से सुरंग बना सकता है जो शास्त्रीय रूप से दो क्षेत्रों को अलग करता है। अनुमति दी। इस प्रकार, केवल क्वांटम यांत्रिकी के निर्माण के साथ ही ये प्रगति संभव थी।
इस प्रकार, यह गैर-शून्य संभावना है कि लहर के एक बाधा को पार करने की एक घटना है जिसे टनलिंग या टनलिंग के रूप में जाना जाता है।
टंगस्टन सुई के बीच एक विद्युत वोल्टेज एक अत्यंत महीन टिप के साथ लगाया जाता है और नमूने का विश्लेषण किया जाता है। यह वोल्टेज इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण की संभावना को बढ़ाने का कार्य करता है। क्योंकि क्या होगा कि, जैसे-जैसे सुई नमूने के करीब आती है, सुई से इलेक्ट्रॉनों को नमूने में सुरंग में डाल दिया जाएगा।
यह सुई सामग्री की सतह पर चलती है, इसे स्कैन करती है, और सुरंग वाले इलेक्ट्रॉन एक छोटा विद्युत प्रवाह उत्पन्न करते हैं, जिसे द्वारा उठाया जाता है मशीन सर्किट, यह जानकारी कंप्यूटर को भेजती है, जो नमूने की सतह पर परमाणुओं की स्थलाकृति का सर्वेक्षण करती है, यानी उनकी राहत को रिकॉर्ड करती है (क्षमता)।
धारा की शक्ति दूरी पर निर्भर करती है; और इसकी स्थिरता सुई की नोक और नमूने के बीच की दूरी की भिन्नता पर निर्भर करती है।
इस तकनीक का उपयोग करते हुए, अर्धचालक सतहों की कई परमाणु छवियों को पहले ही रिकॉर्ड किया जा चुका है, साथ ही साथ रासायनिक रूप से सोखने वाले अणु भी।
विश्लेषण किए गए नमूने प्रवाहकीय होने चाहिए और बेहतर परिणाम के लिए निर्वात में किए जाने चाहिए। उन्हें वातावरण में भी ले जाया जा सकता है, लेकिन हवा नमूने को अशुद्ध कर सकती है और प्राप्त छवि से समझौता कर सकती है।
एसटीएम के आविष्कार के लिए धन्यवाद, न केवल परमाणुओं और अणुओं की कल्पना करना संभव हो गया, बल्कि उन्हें मापना और उनमें हेरफेर करना भी संभव हो गया। और इसने स्कैनिंग जांच सूक्ष्मदर्शी (एसपीएम) की एक विस्तृत विविधता के विकास को गति दी है।
जेनिफर फोगाका द्वारा
रसायन विज्ञान में स्नातक
स्रोत: ब्राजील स्कूल - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/microscopio-tunelamento-com-varredura-stm.htm
