ساخت میکروسکوپ‌های تونلی روبشی

پرسرعت

از این STMهای جدید می‌توان به‌عنوان حسگرهای فوق حساس جابه‌جایی برای آشکارسازی جریان‌های اپتیکی و الکتریکی، تصویربرداری از ابزارهای نیمه‌رسانا و اندازه‌گیری‌های کوانتومی مکان استفاده نمود

میکروسکوپ‌های تونلی روبشی(STM) از ابزارهای کلیدی علم نانو به‌شمار می‌روند؛ اما با این حال تاکنون توان ثبت تصاویر اجسام متحرک را نداشتند. اخیراً محققانی از دانشگاه‌های بوستون و کورنل با به‌کارگیری فرکانس‌های رادیویی، به روش ساده‌ای برای بهبود سرعت اندازه‌گیری‌های مربوط به توپوگرافی سطحی، و در نتیجه‌ی رفع این مشکل دست یافته‌اند.

به‌گزارش ستاد ویژه‌ی فناوری‌های نانو، آن‌ها به این منظور، از یک مدار تشدیدی (که موجب خنثی شدن المان‌های پارازیتی و ایجاد یک پهنای باند مفید می‌شود) استفاده نموده و با تعبیه‌ی اتصالی تونلی داخل یک مدار خازن – القاگر تشدیدی، و پس از آن اندازه‌گیری پاسخ مدار، پهنای باند را حدود صد برابر بهبود بخشیدند. در این روش ـ‌که جفت شدگی امپدانس نامیده می‌شود ـ زمان اندازه‌گیری در هر نقطه با استفاده از فرکانس‌های رادیویی تا حدود 1/0 ثانیه کاهش می‌یابد و دانشمندان امیدوارند به کمک آن حتی بتوانند تصاویری ویدئویی از نمونه تهیه نمایند.

تهیه‌ی تصاویر سریع حرارتی بااین جریان تونلی ابتکار دیگر این محققان برای بهبود دستگاه‌های STM است و با آن می‌توان در مدت حدود صد ثانیه و دمای 300 کلوین، تصاویری را به ابعاد صد پیکسل در صد پیکسل و با دقت حدود K 1 ~ به دست آورد.

با توجه به قابلیت ثبت حرکت‌های مکانیکی دارای فرکانس بالا و حساسیتی معادل 2/1- fm Hz 15 ~، از این STMهای جدید می‌توان به‌عنوان حسگرهای فوق حساس جابه‌جایی برای آشکارسازی جریان‌های اپتیکی و الکتریکی، تصویربرداری از ابزارهای نیمه‌رسانا و اندازه‌گیری‌های کوانتومی مکان استفاده نمود. دانشمندان امیدوارند تا ده سال آینده تعداد زیادی از این نوع میکروسکوپ ساخته شود.