Ujawniono: Technologie akceleracyjne mikroskopów
W historii rozwoju nowoczesnych instrumentów technologia mikroskopii szybko się rozwijała wraz z postępem technologii ludzkiej, a badania naukowe i rozwój materiałów również zostały zepchnięte do niespotykanych dotąd małych światów wraz z wynalezieniem nowych technologii mikroskopii. Mikroskopia sił atomowych może znaleźć zastosowanie w różnych dziedzinach badań, m.in. w materiałach polimerowych, materiałach optoelektronicznych, nanomateriałach, biomateriałach itp. Ponadto jej sondy mogą służyć również jako narzędzia do manipulacji powierzchniowymi atomami lub cząsteczkami, zapewniając szerszą przestrzeń do badań naukowych i wyobraźni.
Według doniesień fizyk z Uniwersytetu Cornell, Keith Schwab, wykorzystał metodę pomiarową z nanoelektroniki do stworzenia skaningowego mikroskopu tunelowego, który może rejestrować obrazy poszczególnych atomów na powierzchni z prędkością co najmniej 100 razy większą niż istniejące mikroskopy. Skaningowy mikroskop tunelowy może wykorzystywać zdolność tunelowania kwantowego lub tunelowania elektronów przez przeszkody do pomiaru odległości między detektorem igłowym a powierzchnią przewodzącą.
Naukowcy dodali dodatkowe źródło częstotliwości radiowej i za pośrednictwem prostej sieci wysłali falę do skaningowego mikroskopu tunelowego. Odkryli, że mogą wykorzystać charakterystykę odbijania fali w kierunku źródła, aby wykryć rezystancję złącza tunelu. Technologia ta nazywana jest technologią reflektometryczną i wykorzystuje standardowe kable jako kanały fal o-wysokiej częstotliwości i nie powoduje spowolnienia ze względu na ograniczenia przepustowości kabla. Do próbki przyłożono niewielkie napięcie, przesuwając detektor do pozycji zaledwie kilka angstremów nad powierzchnią próbki.
Należy zauważyć, że idealny skaningowy mikroskop tunelowy może zbierać dane z prędkością równą prędkości trzymania elektronów przechodzących przez tunel, osiągając szybkość jednego gigaherca, czyli szerokość pasma jednego miliarda cykli na sekundę. Jednakże typowy skaningowy mikroskop tunelowy jest ograniczony pojemnością kabla obwodu odczytowego lub magazynowaniem energii, a jego prędkość jest szczególnie mała, około 1 kHz lub nawet mniej.
Warto wspomnieć, że eksperci sugerują, że technologia ta ma również potencjał do produkcji termometrów poziomu atomowego. Mocno wierzą, że za 10 lat na rynku pojawi się duża liczba skaningowych mikroskopów tunelowych RF, które ludzie będą mogli wykorzystywać do różnych wspaniałych eksperymentów. Wynalazek mikroskopii sił atomowych dał społeczności naukowej niespotykane możliwości analityczne, dzięki czemu wykrywanie i manipulowanie atomami i cząsteczkami na powierzchniach materiałów nie jest już tylko marzeniem.
