Mikroskopu paātrināšanas metodes
Mūsdienu instrumentu izstrādes vēsturē mikroskopiskās tehnoloģijas ir pastāvīgi strauji attīstījušās līdz ar cilvēka tehnoloģiju progresu. Līdz ar jaunu mikroskopisko tehnoloģiju izgudrošanu zinātniskā izpēte un materiālu izstrāde ir virzīta uz nepieredzēti mazu pasauli. Atomu spēka mikroskopiju var pielietot dažādās pētniecības jomās, tostarp polimērmateriālos, optoelektroniskos materiālos, nanomateriālos, biomateriālos utt. Turklāt tās zondes var kalpot arī kā instrumenti, lai manipulētu ar virsmas atomiem vai molekulām, nodrošinot plašāku telpu zinātniskiem pētījumiem un iztēle.
Saskaņā ar ziņojumiem Kornela universitātes fiziķis Kīts Švābs ir izmantojis nanoelektronikā mērīšanas metodi, lai izveidotu skenējošu tunelēšanas mikroskopu, kas var uzņemt atsevišķu atomu attēlus uz virsmas. Tā ātrums ir vismaz 100 reizes lielāks nekā esošajiem mikroskopiem. Skenējošā tunelēšanas mikroskopija var izmantot kvantu tunelēšanas vai elektronu spēju šķērsot šķēršļus cauri tuneļiem, lai izmērītu attālumu starp adatas detektoru un vadošu virsmu.
Pētnieki pievienoja papildu RF viļņu avotu un caur vienkāršu tīklu ievadīja vilni skenējošo tunelēšanas mikroskopā. Viņi atklāja, ka viņi varēja noteikt tuneļa krustojuma pretestību, izmantojot viļņa atstarošanas raksturlielumus pret viļņu avotu. Šo tehnoloģiju sauc par reflektometra tehnoloģiju, kas izmanto standarta kabeļus kā augstfrekvences kanālus un nepalēninās kabeļa jaudas ierobežojumu dēļ. Un paraugam tika pielikts neliels spriegums, pārvietojot detektoru tikai dažus angstremus virs parauga virsmas.
Jāatzīmē, ka ideāls skenēšanas tunelēšanas mikroskops var savākt datus tādā pašā ātrumā kā elektronu tunelēšana ar ātrumu līdz 1000 megaherciem vai joslas platumu 1 miljards ciklu sekundē. Tomēr tipisku skenējošo tunelēšanas mikroskopu ierobežo nolasīšanas ķēdes kabeļa vai enerģijas uzkrāšanas jauda, un tā ātrums ir īpaši lēns, aptuveni 1 kHz vai pat mazāks.
Ir vērts pieminēt, ka eksperti ir norādījuši, ka šī tehnoloģija spēj ražot arī atomu līmeņa termometrus. Mēs esam stingri pārliecināti, ka pēc 10 gadiem būs liels skaits RF skenējošu tunelēšanas mikroskopu, ko cilvēki varēs izmantot dažādu lielisku eksperimentu veikšanai. Atomu spēka mikroskopijas izgudrojums ir devis zinātnieku aprindām bezprecedenta analītiskās iespējas, padarot atomu un molekulu noteikšanu un manipulēšanu uz materiālu virsmām vairs tikai sapni.
