Hvad er et værktøj, der hjælper forskere billeder af atom og molekyler?

Sådan fungerer det:

* kvantetunneling: STM er afhængig af et fænomen kaldet Quantum Tunneling. Elektroner kan "tunnel" gennem et lille hul, selvom de ikke har nok energi til at hoppe over det klassisk.

* Skarp tip: En STM bruger et meget skarpt spids, normalt lavet af et metal som wolfram eller platin. Dette spids bringes ekstremt tæt på overfladen af ​​den prøve, der undersøges.

* spændingsbias: En lille spænding påføres mellem spidsen og prøven. Dette skaber en elektrisk strøm, der strømmer mellem spidsen og prøven på grund af kvantetunneling.

* scanning: Spidsen flyttes derefter over overfladen af ​​prøven, linje for linje, i et rastermønster.

* højde og strøm: Når spidsen scannes, ændres styrken af ​​tunnelstrømmen med afstanden mellem spidsen og overfladeatomerne. Denne ændring i strøm bruges til at kortlægge overfladetopografien og skabe et billede.

Nøglefunktioner:

* atomopløsning: STM kan opnå atomopløsning, hvilket betyder, at det kan vise individuelle atomer og molekyler.

* overfladefølsomhed: Det er meget følsomt over for materialernes overfladestruktur.

* alsidig: STM kan bruges til at studere en lang række materialer, herunder metaller, halvledere og biologiske molekyler.

Andre teknikker:

Mens STM er et kraftfuldt værktøj til billeddannelse på atomniveau, er der andre teknikker, der bruges til at studere atomer og molekyler:

* transmissionselektronmikroskopi (TEM): Bruger en stråle elektroner til at skabe billeder af meget tynde prøver.

* atomkraftmikroskopi (AFM): Måler kræfterne mellem spidsen og prøveoverfladen.

* røntgenkrystallografi: Bruger røntgenstråler til at bestemme den tredimensionelle struktur af molekyler.

Disse teknikker sammen med STM giver forskere væsentlige værktøjer til at udforske den mikroskopiske verden af ​​atomer og molekyler.