Mikrashikop yaratilish tarixi. Tunnel mikroskopi Kuchli atom mikraskopi

Mavzu: Kuchli atom mikraskopi


Reja:

1. 
   Mikrashikop yaratilish tarixi.
   
2. 
   Tunnel mikroskopi
   
3. 
   Kuchli atom mikraskopi
   

Mikraskop yaratilish tarixi

20-asrning ikkinchi yarmida fundamental ilmning misli ko'rilmagan taraqqiyoti keyingi yillarda texnologiyaning jadal rivojlanishi natijasida paydo bo'lgan usullar va eksperimental asbob-uskunalarni yaxshilashga bog'liq. Liuenxuk davridan boshlab, mikroskop biologiya, fizika va materialshunoslik sohasidagi ilmiy tadqiqotlarning ajralmas qismiga aylandi - bu "yuz marta eshitishdan ko'ra bir marta ko'rish yaxshiroq" degani yo'q. Biroq, optik mikroskopik usullarning imkoniyatlari cheksiz emas va ba'zi hollarda hamma narsa fizik cheklovlarga asoslangan - bu rezolyutsiyaning di ferrit chegarasi deb atalgan 0,2 mm dan oshmasligi kerak.

Tabiiy yo'l to'lqin uzunligini qisqartirish bo'ladi, ammo qisqa to'lqinli radiatsiya (masalan, rentgen nurlari) biologik ob'ektlarga zarar etkazadi. Biroq, agar siz faqatgina tirik obyektni kuzatishni maqsad qilmasangiz, unda "qattiq" preparatning o'rganilishi hujayraning ichki tuzilishi haqida juda batafsil ma'lumot berishi mumkin

1960-yillarda proba mikroskopini skanerlash usullarini ishlab chiqish kontseptsiyasi va oldingi shartlari paydo bo'ldi. 1981 yilda shveytsariyalik Gerd Binnig va germaniyalik Xaynrix Rohrer tunnel mikroskopini skanerlash texnologiyasini ishlab chiqdi. Bu ikkita iste'dodli fiziklar, IBMning Tsurixdagi laboratoriyasida 1982 yilda taqdim etgan birinchi navli skaner mikroskoplari (Scanning tunneling microscope) (STM) modeli atomlar dunyosiga kirish eshigini ochadigan kalitga aylandi. Bu ish uchun ular 1986 yili Fizika bo'yicha Nobel mukofoti bilan taqdirlanganlar (1-rasm)



1986-yilda Rohrer mikroskopning ko`rsatuvchi ko`rinishidagi o`zgaruvchisi bo`lgan birinchi atom mikroskopni (AFM) ham ishlab chiqdi. AFM bilan STM o'rtasidagi asosiy farq tunel ta'sirini ro'yxatga olishda emas, balki intermolekulyar ta'sir o'tkazish kuchlariga ega bo'lib, ular AFMni o'tkazuvchan bo'lmagan namunalar bilan ishlash uchun ishlatish imkonini berdi. Binning va Rohrerning skanerlashda ishlatiladigan prob mikroskopik usullarini rivojlantirishga qo'shgan hissasi shunchalik balandki, bugungi kunda skaynerloxchi tunnel mikroskoplari (raqamli texnologiyalardan foydalanishga o'tishdan tashqari) 1982 yilda ilmiy jamoaga taqdim etilgan modeldan juda farq qilmaydi.
O'tkazish tunnel mikroskopi

Prob va sirt o'rtasidagi ro'yxatdan o'tgan shovqin turiga qarab, skaynerlovchi tunel mikraskopi (STM) va kuchli atom mikroskopi (AFM) farqlanadi. Biron bir namunali (STM) substrat va biron-bir o'tkazuvchi metalldan (masalan, volfram yoki platina) yasalgan prob, oqim manbai bo'lgan umumiy elektr o'chirib qo'yiladi va aniqlangan qiymat tunnel oqimi hisoblanadi. Ushbu oqim prob va namuna tunnel ta'sirining kuzatiladigan masofalarga (~ 1 nm) yaqinlashganida paydo bo'ladi. . Tekshiruv jarayonida probel sirtining masofasini o'zgartirib, tunnelning oqimi saqlanib qoladi va shunday qilib tasvir saqlanadi