Instrument de scanare a microscopului de tunelare

Microscop de tunelare de scanare (STM), tip de microscop al cărui principiu de funcționare se bazează pe fenomenul mecanic cuantic cunoscut sub numele de tunel, în care proprietățile de undă ale electronilor le permit să se „tuneleze” dincolo de suprafața unui solid în regiuni de spațiu care le sunt interzise în conformitate cu regulile de fizică clasică. Probabilitatea de a găsi astfel de electroni tunelari scade exponențial pe măsură ce distanța de la suprafață crește. STM folosește această sensibilitate extremă la distanță. Vârful ascuțit al unui ac de tungsten este poziționat la câteva angstrome de suprafața probei. Se aplică o tensiune mică între vârful sondei și suprafață, ceea ce face ca electronii să se tunele peste gol. Pe măsură ce sonda este scanată pe suprafață, aceasta înregistrează variații ale curentului de tunel și aceste informații pot fi procesate pentru a oferi o imagine topografică a suprafeței.

STM a apărut în 1981, când fizicienii elvețieni Gerd Binnig și Heinrich Rohrer și-au propus să construiască un instrument pentru studiul conductivității locale a suprafețelor. Binnig și Rohrer au ales suprafața de aur pentru prima lor imagine. Când imaginea a fost afișată pe ecranul unui monitor de televiziune, au văzut rânduri de atomi distanțați cu precizie și au observat terase largi despărțite prin trepte cu un atom de înălțime. Binnig și Rohrer au descoperit în STM o metodă simplă pentru crearea unei imagini directe a structurii atomice a suprafețelor. Descoperirea lor a deschis o nouă eră pentru științele de suprafață, iar realizarea lor impresionantă a fost recunoscută cu acordarea premiului Nobel pentru fizică în 1986.