Dalton, Thomson, Rutherford ve Böhr'ün atom modellerini incelerken, atomların izole olarak görüldüğü belirtilmektedir. Ancak gerçekte, en gelişmiş mikroskoplar bile izole edilmiş bir atomu görmemize izin veremez.
Ancak teknolojinin gelişmesiyle birlikte, çalışılan malzemede bu atomların yerini bize veren renkli noktaları görselleştirmemizi sağlayan makineler yaratıldı.
Atomik çözünürlüğe sahip yüzeylerin gerçek görüntülerini oluşturmamızı sağlayan ilk ekipman Mikroskoptu. Taramalı Tünel Açma Mikroskobu veya basitçe Tünel Açma Mikroskobu (STM). Böylece yüzeyleri atomik ölçekte çözümlemek ve bir katının yüzeyinde atomların ve moleküllerin gerçek görüntülerini görselleştirmek mümkündür.
Tünel mikroskobu (STM), 1981 yılında IBM Zürih'ten bilim adamları Gerd Binning ve Heinrich Rohrer tarafından yaratıldı ve bu keşif için 1986'da Nobel Fizik Ödülü'nü aldı.
Çalışma prensibi, elektronun ikili davranışının Kuantum Mekaniği prensibine dayanmaktadır, yani bazen bir parçacık bazen bir dalga gibi davranabilir. Bu demektir ki, bir dalga gibi, Klasik Mekaniğe göre daha önceleri olacak yerlere nüfuz edebilir. imkansız ve dahası, klasik olarak iki bölgeyi ayıran potansiyel bir bariyerden tünel açabilir. izin verildi. Dolayısıyla, bu ilerlemeler ancak Kuantum Mekaniğinin formülasyonu ile mümkün oldu.
Bu nedenle, dalganın bir engeli geçme olasılığı sıfırdan farklı olarak tünelleme veya tünel açma olarak bilinen bir olgudur.
Son derece ince uçlu bir tungsten iğne ile analiz edilecek numune arasına bir elektrik voltajı uygulanır. Bu voltaj, elektron transferi olasılığını artırmaya hizmet eder. Çünkü iğne örneğe yaklaştıkça iğneden gelen elektronlar örneğe tünellenir.
Bu iğne, malzemenin yüzeyi üzerinde hareket eder, onu tarar ve tünellenmiş elektronlar, malzeme tarafından yakalanan küçük bir elektrik akımı üretir. Bu bilgiyi bilgisayara gönderen makine devresi, atomların topografyasını numunenin yüzeyinde araştırır, yani kabartmalarını kaydeder. (potansiyel).
Akımın gücü mesafeye bağlıdır; ve sabitliği, iğne ucu ile numune arasındaki mesafenin değişimine bağlıdır.
Bu tekniği kullanarak, kimyasal olarak adsorbe edilmiş moleküllerin yanı sıra yarı iletken yüzeylerin birkaç atomik görüntüsü zaten kaydedilmiştir.
Analiz edilen numuneler iletken olmalı ve daha iyi bir sonuç için vakumda yapılmalıdır. Atmosferde de alınabilirler, ancak hava numuneyi saflaştırabilir ve elde edilen görüntüyü bozabilir.
STM'nin icadı sayesinde sadece atomları ve molekülleri görselleştirmek değil, aynı zamanda onları ölçmek ve manipüle etmek de mümkün oldu. Ve bu, çok çeşitli taramalı prob mikroskoplarının (SPM) gelişimini tetikledi.
Jennifer Foğaça tarafından
Kimya mezunu
Kaynak: Brezilya Okulu - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/microscopio-tunelamento-com-varredura-stm.htm