Ketika mempelajari model atom Dalton, Thomson, Rutherford dan Böhr, dicatat bahwa atom terlihat dalam isolasi. Namun, pada kenyataannya, bahkan mikroskop paling canggih pun tidak dapat memungkinkan kita melihat atom yang terisolasi.
Namun, dengan perkembangan teknologi, mesin diciptakan yang memungkinkan kita untuk memvisualisasikan bintik-bintik berwarna yang memberi kita lokasi atom-atom ini dalam materi yang dipelajari.
Peralatan pertama yang memungkinkan kami menghasilkan gambar permukaan nyata dengan resolusi atom adalah Mikroskop Scanning Tunneling Microscope atau hanya Scanning Tunneling Microscope (STM). Kemudian dimungkinkan untuk menyelesaikan permukaan pada skala atom dan memvisualisasikan gambar nyata atom dan molekul pada permukaan benda padat.
Mikroskop tunneling (STM) diciptakan pada tahun 1981 oleh ilmuwan Gerd Binning dan Heinrich Rohrer, dari IBM Zurich, yang akhirnya menerima Hadiah Nobel dalam Fisika pada tahun 1986 untuk penemuan ini.
Prinsip kerjanya didasarkan pada prinsip Mekanika Kuantum dari perilaku ganda elektron, yaitu dapat berperilaku kadang-kadang sebagai partikel dan kadang-kadang sebagai gelombang. Ini berarti bahwa, sebagai gelombang, ia dapat menembus tempat-tempat yang sebelumnya, menurut Mekanika Klasik, adalah tidak mungkin dan, di samping itu, dapat menembus penghalang potensial yang secara klasik memisahkan dua wilayah. diizinkan. Jadi, hanya dengan perumusan Mekanika Kuantum, kemajuan ini mungkin terjadi.
Dengan demikian, probabilitas bukan nol yang dimiliki gelombang untuk melintasi penghalang ini adalah fenomena yang dikenal sebagai tunneling atau tunneling.
Tegangan listrik diterapkan antara jarum tungsten dengan ujung yang sangat halus dan sampel yang akan dianalisis. Tegangan ini berfungsi untuk meningkatkan kemungkinan transfer elektron. Karena yang akan terjadi adalah, ketika jarum semakin dekat dengan sampel, elektron dari jarum akan masuk ke dalam sampel.
Jarum ini bergerak di atas permukaan material, memindainya, dan elektron yang disalurkan menghasilkan arus listrik kecil, yang diambil oleh sirkuit mesin, mengirimkan informasi ini ke komputer, yang mensurvei topografi atom pada permukaan sampel, yaitu, merekam reliefnya (potensi).
Kekuatan arus tergantung pada jarak; dan keteguhannya tergantung pada variasi jarak antara ujung jarum dan sampel.
Dengan menggunakan teknik ini, beberapa gambar atom dari permukaan semikonduktor telah direkam, serta molekul yang teradsorpsi secara kimia.
Sampel yang dianalisis harus konduktif dan, untuk hasil yang lebih baik, harus dilakukan dalam ruang hampa. Mereka juga dapat diambil di atmosfer, tetapi udara dapat membuat sampel tidak murni dan merusak citra yang diperoleh.
Berkat penemuan STM, menjadi mungkin tidak hanya untuk memvisualisasikan atom dan molekul, tetapi juga untuk mengukur dan memanipulasi mereka. Dan ini telah memicu pengembangan berbagai mikroskop probe pemindaian (SPM).
Oleh Jennifer Fogaa
Lulus kimia
Sumber: Sekolah Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/microscopio-tunelamento-com-varredura-stm.htm