Technologia przyspieszania mikroskopii
Technologia mikroskopowa rozwijała się szybko podczas opracowywania współczesnych instrumentów, nadążając za postępem ludzkiej wiedzy i technologii. Badania naukowe i rozwój materiałów również zostały zepchnięte do niespotykanego małego świata wraz z rozwojem nowej technologii mikroskopowej. Liczne obszary badań, takie jak materiały polimerowe, materiały optoelektroniczne, nanomateriały, materiały biologiczne itp., mogą odnieść korzyści z zastosowania mikroskopii sił atomowych. Ponadto jego sondy mogą być wykorzystywane do manipulowania powierzchniowymi atomami lub cząsteczkami, otwierając nowe możliwości badań naukowych.
Skaningowy mikroskop tunelowy, który może rejestrować obrazy pojedynczych atomów na powierzchni i jest co najmniej trzy razy szybszy niż obecne mikroskopy, został podobno opracowany przez fizyka z Cornell University, Keitha Swabera, przy użyciu techniki pomiarowej w nanoelektronice. sto razy szybciej. Tunelowanie kwantowe lub tunelowanie elektronowe może być wykorzystywane przez skaningowy mikroskop tunelowy do określenia odległości między detektorem igłowym a powierzchnią przewodzącą.
Naukowcy odkryli, że mogą wykorzystać zdolność fali do odbijania się w kierunku źródła fali, dodając dodatkowe źródło fal o częstotliwości radiowej i dostarczając falę przez prostą sieć do skaningowego mikroskopu tunelowego, aby zmierzyć rezystancję złącza tunelowego. Technologia reflektometru wykorzystuje zwykły kabel jako trasę dla fal o wysokiej częstotliwości, a ograniczenie pojemności kabla nie ma wpływu na prędkość. Detektor jest następnie podnoszony o kilka angstremów nad powierzchnię próbki przez małe napięcie przykładane do próbki.
Należy podkreślić, że doskonały skaningowy mikroskop tunelowy byłby w stanie zbierać dane z szybkością jednego gigaherca, czyli miliarda cykli na sekundę, tak szybko, jak elektrony mogą poruszać się w tunelu. Jednak prędkość typowego skaningowego mikroskopu tunelowego, która jest rzędu 1 kiloherca lub nawet mniejsza, jest ograniczona pojemnością kabla obwodu odczytu lub magazynowaniem energii.
Należy podkreślić, że idealny skaningowy mikroskop tunelowy miałby szerokość pasma miliarda cykli na sekundę i częstotliwość jednego gigaherca, czyli prędkość, z jaką elektrony mogą poruszać się w tunelu. Jednak pojemność kabla obwodu odczytu lub magazynowanie energii ogranicza prędkość standardowego skaningowego mikroskopu tunelowego, co sprawia, że jest on niezwykle wolny - rzędu 1 kiloherca lub nawet niższy.
