Atklāts: mikroskopu paātrināšanas tehnoloģijas
Mūsdienu instrumentu izstrādes vēsturē mikroskopijas tehnoloģija ir strauji attīstījusies līdz ar cilvēka tehnoloģiju progresu, un arī zinātniskie pētījumi un materiālu izstrāde ir virzīta uz nepieredzēti mazām pasaulēm, izgudrojot jaunas mikroskopijas tehnoloģijas. Atomu spēka mikroskopiju var pielietot dažādās pētniecības jomās, tostarp polimērmateriālos, optoelektroniskajos materiālos, nanomateriālos, biomateriālos u.c. Turklāt tās zondes var kalpot arī kā instrumenti manipulēšanai ar virsmas atomiem vai molekulām, nodrošinot plašāku telpu zinātniskiem pētījumiem un iztēlei.
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 ar ātrumu, kas ir vismaz 100 reizes lielāks nekā esošie mikroskopi. Skenējošais tunelēšanas mikroskops var izmantot kvantu tunelēšanas vai elektronu tunelēšanas spēju caur šķēršļiem, lai izmērītu attālumu starp adatas detektoru un vadošu virsmu.
Pētnieki pievienoja papildu radiofrekvences avotu un caur vienkāršu tīklu nosūtīja vilni skenējošo tunelēšanas mikroskopā. Viņi atklāja, ka viņi var izmantot raksturlielumu, kas atspoguļo viļņu pret avotu, lai noteiktu tuneļa krustojuma pretestību. Šo tehnoloģiju sauc par reflektometra tehnoloģiju, kas izmanto standarta kabeļus kā augstas-frekvences viļņu kanālus un nepalēninās kabeļa jaudas ierobežojumu dēļ. Un paraugam tika pielikts neliels spriegums, pārvietojot detektoru pozīcijā tikai dažus angstremus virs parauga virsmas.
Jāatzīmē, ka ideāls skenējošs tunelēšanas mikroskops var savākt datus ar ātrumu, kas ir tikpat liels kā caur tuneli ejošo elektronu turēšanas ātrums, sasniedzot viena gigaherca ātrumu vai viena miljarda ciklu joslas platumu 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 norāda, ka šai tehnoloģijai ir arī potenciāls ražot atomu līmeņa termometrus. Viņi ir stingri pārliecināti, ka pēc 10 gadiem būs liels skaits RF skenējošu tunelēšanas mikroskopu, ko cilvēki varēs izmantot dažādiem lieliskiem eksperimentiem. Atomu spēka mikroskopijas izgudrojums ir devis zinātnieku aprindām bezprecedenta analītiskās iespējas, padarot atomu un molekulu noteikšanu un manipulācijas ar materiālu virsmām vairs tikai sapni.
