Dalton, Thomson, Rutherford 및 Böhr의 원자 모델을 연구 할 때 원자는 분리되어있는 것으로 보입니다. 그러나 실제로는 최첨단 현미경조차도 고립 된 원자를 볼 수 없습니다.
그러나 기술의 발전과 함께 연구 된 물질에서 이러한 원자의 위치를 알려주는 색상 반점을 시각화 할 수있는 기계가 만들어졌습니다.
원자 해상도로 표면의 실제 이미지를 생성 할 수있는 최초의 장비는 현미경이었습니다. Scanning Tunneling Microscope 또는 단순히 Scanning Tunneling Microscope (STM). 그런 다음 원자 규모의 표면을 분해하고 고체 표면의 원자와 분자의 실제 이미지를 시각화 할 수 있습니다.
터널링 현미경 (STM)은 1981 년 IBM 취리히의 과학자 Gerd Binning과 Heinrich Rohrer에 의해 만들어졌으며이 발견으로 1986 년 노벨 물리학상을 받았습니다.
그 작동 원리는 전자의 이중 거동에 대한 양자 역학의 원리를 기반으로합니다. 즉, 때로는 입자로, 때로는 파동으로 거동 할 수 있습니다. 이것은 파동으로서 고전 역학에 따르면 이전에 존재했던 장소를 관통 할 수 있음을 의미합니다. 불가능하며 또한 두 영역을 고전적으로 분리하는 잠재적 장벽을 통과 할 수 있습니다. 허용됩니다. 따라서 이러한 발전이 가능했던 것은 양자 역학의 공식화에서만 가능했습니다.
따라서 파도가 장벽을 넘을 확률이 0이 아닌 것은 터널링 또는 터널링으로 알려진 현상입니다.
지금 멈추지 마세요... 광고 후 더 있습니다;)
팁이 극도로 미세한 텅스텐 바늘과 분석 할 샘플 사이에 전압이인가됩니다. 이 전압은 전자 이동 확률을 높이는 역할을합니다. 왜냐하면 바늘이 샘플에 가까워지면 바늘에서 나온 전자가 샘플로 터널링되기 때문입니다.
이 바늘은 재료의 표면 위로 이동하여 스캔하고 터널링 된 전자는 작은 전류를 생성하여 기계 회로, 이 정보를 컴퓨터로 전송하여 샘플 표면에있는 원자의 지형을 조사합니다. (가능성).
전류의 강도는 거리에 따라 다릅니다. 그리고 그것의 불변성은 바늘 끝과 샘플 사이의 거리의 변화에 따라 달라집니다.
이 기술을 사용하여 반도체 표면의 여러 원자 이미지와 화학적으로 흡착 된 분자가 이미 기록되었습니다.
분석 된 샘플은 전도성이어야하며 더 나은 결과를 얻으려면 진공 상태에서 수행해야합니다. 대기 중에서도 촬영할 수 있지만 공기는 샘플을 더럽 히고 얻은 이미지를 손상시킬 수 있습니다.
STM의 발명 덕분에 원자와 분자를 시각화 할 수있을뿐만 아니라 측정하고 조작하는 것도 가능해졌습니다. 그리고 이것은 다양한 스캐닝 프로브 현미경 (SPM)의 개발을 촉발 시켰습니다.
작성자: Jennifer Fogaça
화학 전공
이 텍스트를 학교 또는 학업에서 참조 하시겠습니까? 보기:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "스캔 터널링 현미경 (STM)"; 브라질 학교. 가능: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/microscopio-tunelamento-com-varredura-stm.htm. 2021 년 6 월 27 일 액세스.
