Tiriant Daltono, Thomsono, Rutherfordo ir Böhro atominius modelius pažymima, kad atomai matomi atskirai. Tačiau iš tikrųjų net patys pažangiausi mikroskopai nesugeba leisti mums pamatyti izoliuoto atomo.
Tačiau tobulėjant technologijoms buvo sukurtos mašinos, leidžiančios vizualizuoti spalvotas dėmes, kurios mums suteikia šių atomų vietą tiriamoje medžiagoje.
Pirmoji įranga, leidusi mums tokiam žygdarbiui generuoti tikrus paviršiaus vaizdus su atomine skiriamąja geba, buvo mikroskopas Skenuojantis tunelinis mikroskopas arba tiesiog nuskaitymo tunelinis mikroskopas (STM). Tada galima išspręsti paviršius atomine skale ir vizualizuoti tikrus atomų ir molekulių vaizdus kietosios medžiagos paviršiuje.
Tunelinį mikroskopą (STM) 1981 m. Sukūrė IBM Ciuricho mokslininkai Gerdas Binningas ir Heinrichas Rohreris, kurie už šį atradimą 1986 m. Gavo Nobelio fizikos premiją.
Jo veikimo principas yra pagrįstas dvigubo elektrono elgesio kvantinės mechanikos principu, tai yra, jis kartais gali elgtis kaip dalelė, o kartais kaip banga. Tai reiškia, kad kaip banga ji gali prasiskverbti į vietas, kurios, anot klasikinės mechanikos, būtų buvusios anksčiau neįmanoma, be to, jis gali praeiti per potencialią kliūtį, kuri klasikiškai skiria du regionus. leidžiama. Taigi, tik suformulavus kvantinę mechaniką, šie pasiekimai buvo įmanomi.
Taigi ši nulio nulinė tikimybė, kad banga gali kirsti barjerą, yra reiškinys, žinomas kaip tuneliavimas arba tuneliavimas.
Elektrinė įtampa naudojama tarp volframo adatos su ypač smulkiu antgaliu ir analizuojamo mėginio. Ši įtampa padeda padidinti elektronų perdavimo tikimybę. Nes nutiks taip, kad kai adata priartės prie mėginio, adatos elektronai bus tuneliuojami į mėginį.
Ši adata juda medžiagos paviršiumi, nuskaitydama ją, o tuneliniai elektronai sukuria mažą elektros srovę, kurią pasiima mašinos grandinę, siunčiant šią informaciją į kompiuterį, kuris apžiūri mėginio paviršiaus atomų topografiją, tai yra užfiksuoja jų reljefą (potencialus).
Srovės stiprumas priklauso nuo atstumo; o jo pastovumas priklauso nuo atstumo tarp adatos galiuko ir mėginio kitimo.
Naudojant šią techniką, jau užfiksuoti keli puslaidininkinių paviršių atomų vaizdai, taip pat chemiškai adsorbuotos molekulės.
Nagrinėjami mėginiai turi būti laidūs ir norint pasiekti geresnį rezultatą, jie turi būti atliekami vakuume. Jie taip pat gali būti paimti atmosferoje, tačiau oras gali padaryti mėginį nešvarų ir pakenkti gautam vaizdui.
Išradus STM, tapo įmanoma ne tik vizualizuoti atomus ir molekules, bet ir išmatuoti bei jais manipuliuoti. Tai paskatino kurti įvairiausius skenuojančių zondų mikroskopus (SPM).
Jennifer Fogaça
Baigė chemiją
Šaltinis: Brazilijos mokykla - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/microscopio-tunelamento-com-varredura-stm.htm
