Проучавајући атомске моделе Далтона, Тхомсона, Рутхерфорда и Бохра, примећено је да се атоми виде изоловано. У стварности, међутим, ни најнапреднији микроскопи нису у стању да нам омогуће да видимо изоловани атом.
Међутим, развојем технологије створене су машине које нам омогућавају да визуализујемо тачке у боји које нам дају локацију ових атома у проучаваном материјалу.
Прва опрема која нам је омогућила такав подвиг да створимо стварне слике површина са атомском резолуцијом био је микроскоп Скенирајући тунелски микроскоп или једноставно тунелски микроскоп (СТМ). Тада је могуће решити површине у атомској скали и визуализовати стварне слике атома и молекула на површини чврсте супстанце.
Тунелски микроскоп (СТМ) створили су 1981. године научници Герд Биннинг и Хеинрицх Рохрер из ИБМ-а у Цириху, који су на крају добили Нобелову награду за физику 1986. године за ово откриће.
Његов принцип рада заснован је на принципу квантне механике двоструког понашања електрона, односно може се понашати понекад као честица, а понекад као талас. То значи да попут таласа може продрети на места која би, пре, према Класичној механици, била немогуће и, штавише, може проћи кроз потенцијалну баријеру која класично раздваја два региона. дозвољен. Дакле, тек са формулисањем квантне механике овај напредак је био могућ.
Дакле, ова различитост од нуле да талас пређе баријеру феномен је познат као тунелирање или тунелирање.
Не заустављај се сада... После оглашавања има још;)
Електрични напон се примењује између волфрамове игле са изузетно финим врхом и узорка који се анализира. Овај напон служи за повећање вероватноће преноса електрона. Јер оно што ће се догодити је да ће се, како се игла приближи узорку, електрони из игле тунелирати у узорак.
Ова игла се креће површином материјала, скенира га, а тунелирани електрони генеришу малу електричну струју коју хвата машинско коло, шаљући ове информације рачунару који истражује топографију атома на површини узорка, односно бележи њихов рељеф (потенцијал).
Снага струје зависи од удаљености; а његова постојаност зависи од промене удаљености између врха игле и узорка.
Помоћу ове технике већ је забележено неколико атомских слика полупроводничких површина, као и хемијски адсорбовани молекули.
Анализирани узорци морају бити проводљиви и, за бољи резултат, морају се радити у вакууму. Такође се могу узимати у атмосфери, али ваздух може учинити узорак нечистим и угрозити добијену слику.
Захваљујући изуму СТМ, постало је могуће не само да визуализује атоме и молекуле, већ и да их мери и манипулише њима. А ово је покренуло развој широког спектра микроскопа за скенирајуће сонде (СПМ).
Јеннифер Фогаца
Дипломирао хемију
Да ли бисте желели да се на овај текст упутите у школи или академском раду? Погледајте:
ФОГАЊА, Јеннифер Роцха Варгас. „Скенирани тунелски микроскоп (СТМ)“; Бразил Сцхоол. Може се наћи у: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/microscopio-tunelamento-com-varredura-stm.htm. Приступљено 27. јуна 2021.
