Så här fungerar det:
* kvanttunnel: STM förlitar sig på ett fenomen som kallas kvanttunnel. Elektroner kan "tunnel" genom ett litet gap, även om de inte har tillräckligt med energi för att hoppa över det klassiskt.
* skarp tips: En STM använder en mycket skarp spets, vanligtvis gjord av en metall som volfram eller platina. Detta tips föras extremt nära ytan på provet som studeras.
* spänningsförspänning: En liten spänning appliceras mellan spetsen och provet. Detta skapar en elektrisk ström som flyter mellan spetsen och provet på grund av kvanttunnel.
* skanning: Spetsen flyttas sedan över ytan på provet, linje för linje, i ett rastermönster.
* Höjd och ström: När spetsen skannar förändras styrkan hos tunnelströmmen med avståndet mellan spetsen och ytatomerna. Denna strömförändring används för att kartlägga yttopografin och skapa en bild.
Nyckelfunktioner:
* atomisk upplösning: STM kan uppnå atomupplösning, vilket innebär att den kan visa individuella atomer och molekyler.
* Ytkänslighet: Det är mycket känsligt för materialets ytstruktur.
* mångsidig: STM kan användas för att studera ett brett utbud av material, inklusive metaller, halvledare och biologiska molekyler.
Andra tekniker:
Medan STM är ett kraftfullt verktyg för avbildning på atomnivå, finns det andra tekniker som används för att studera atomer och molekyler:
* Transmission Electron Microscopy (TEM): Använder en stråle av elektroner för att skapa bilder av mycket tunna prover.
* Atomic Force Microscopy (AFM): Mäter krafterna mellan spetsen och provytan.
* röntgenkristallografi: Använder röntgenstrålar för att bestämma molekylernas tredimensionella struktur.
Dessa tekniker, tillsammans med STM, ger forskare viktiga verktyg för att utforska den mikroskopiska världen av atomer och molekyler.
