Demystified: technologia przyspieszania mikroskopii
W historii rozwoju nowoczesnych instrumentów technologia mikroskopowa rozwijała się szybko wraz z postępem nauki i techniki. Wraz z wynalezieniem nowej technologii mikroskopowej badania naukowe i rozwój materiałów również zostały zepchnięte do bezprecedensowego maleńkiego świata. Mikroskopia sił atomowych może być zastosowana w dziedzinach badawczych, w tym w materiałach polimerowych, materiałach optoelektronicznych, nanomateriałach, materiałach biologicznych itp. Ponadto jej sondy mogą być również wykorzystywane jako narzędzia do manipulowania powierzchniowymi atomami lub cząsteczkami, zapewniając szersze badania naukowe i wyobraźnię.
Według doniesień Keith Swaber, fizyk z Cornell University, wykorzystał metodę pomiarową w nanoelektronice do stworzenia skaningowego mikroskopu tunelowego, który może robić zdjęcia pojedynczych atomów na powierzchni, co jest co najmniej szybsze niż istniejące mikroskopy. 100 razy szybciej. Skaningowy mikroskop tunelowy może wykorzystywać zdolność tunelowania kwantowego lub elektronowego przez przeszkody do pomiaru odległości między detektorem igłowym a powierzchnią przewodzącą.
Dodając dodatkowe źródło fal o częstotliwości radiowej i wysyłając falę przez prostą sieć do skaningowego mikroskopu tunelowego, naukowcy odkryli, że mogą wykorzystać właściwość fali do odbijania się w kierunku źródła fali w celu wykrycia oporu złącza tunelowego. Technologia, zwana technologią reflektometru, wykorzystuje standardowy kabel jako kanał dla fal o wysokiej częstotliwości, a prędkość nie zostanie spowolniona przez ograniczenie pojemności kabla. Do próbki przykładane jest niewielkie napięcie, które przesuwa detektor zaledwie o kilka angstremów nad powierzchnię próbki.
Należy zauważyć, że idealny skaningowy mikroskop tunelowy mógłby zbierać dane tak szybko, jak elektrony mogą być utrzymywane w tunelu, z szybkością jednego gigaherca lub szerokością pasma jednego miliarda cykli na sekundę. Ale typowy skaningowy mikroskop tunelowy jest ograniczony pojemnością kabla obwodu odczytu lub magazynowaniem energii, co czyni go bardzo powolnym, rzędu 1 kiloherca lub nawet mniej.
Warto wspomnieć, że eksperci sugerują, iż technologia ta ma również perspektywę zastosowania do produkcji termometrów w skali atomowej. Mocno wierzy się, że za 10 lat będzie duża liczba mikroskopów tunelowych skanujących częstotliwości radiowe, a ludzie będą mogli ich używać do przeprowadzania różnych Wielkich eksperymentów. Wynalezienie mikroskopu sił atomowych dało społeczności naukowej bezprecedensowe możliwości analityczne, dzięki czemu wykrywanie i manipulowanie atomami i cząsteczkami na powierzchni materiałów przestało być tylko marzeniem.
