Microscope à effet tunnel

La microscopie à effet tunnel (STM) est un moyen de visualiser les atomes. Elle a été développée en 1981. Elle a été inventée par Gerd Binnig et Heinrich Rohrer chez IBM Zürich. Ils ont remporté le prix Nobel de physique pour son invention en 1986. Pour la STM, une bonne résolution est une résolution latérale de 0,1 nm (précision avec laquelle il peut voir les caractéristiques de la surface) et une résolution en profondeur de 0,01 nm (précision avec laquelle il peut voir la hauteur des bosses à la surface). Le STM peut être utilisé non seulement dans le vide, mais aussi dans l'air et dans divers autres liquides ou gaz, et à la plupart des températures courantes.

Le STM est basé sur le tunnelage quantique. Lorsqu'une pointe métallique est amenée très près d'une surface métallique ou semi-conductrice, une tension entre les deux peut permettre aux électrons de circuler dans le vide qui les sépare. C'est la variation du courant au fur et à mesure que la sonde passe sur la surface qui fait l'image. La STM peut être difficile à réaliser, car elle nécessite des surfaces très propres et des pointes très pointues.

Image de reconstruction sur une surface d'or.Zoom
Image de reconstruction sur une surface d'or.

Procédure

D'abord, la pointe est amenée très près de la chose à examiner, environ 4-7 angstroms. Ensuite, la pointe est déplacée avec précaution sur l'objet à tester. Cette variation de courant lors de son déplacement peut être mesurée (mode hauteur constante). La hauteur de la pointe, où elle a toujours le même courant, peut également être mesurée (mode de courant constant). L'utilisation d'un mode à hauteur constante est plus rapide.

Instrumentation

Les parties d'un STM sont : une pointe de balayage, quelque chose qui déplace la pointe, quelque chose qui l'empêche de vibrer, et un ordinateur.

Parties d'un STMZoom
Parties d'un STM

Gros plan d'une simple tête de microscope à balayage à effet tunnel de l'université de St Andrews qui scanne le MoS2 à l'aide d'un stylet en platine et en iridium.Zoom
Gros plan d'une simple tête de microscope à balayage à effet tunnel de l'université de St Andrews qui scanne le MoS2 à l'aide d'un stylet en platine et en iridium.

Pages connexes

  • Microscope

Littérature

  • Tersoff, J. : Hamann, D. R. : Theory of the scanning tunneling microscope, Physical Review B 31, 1985, p. 805 - 813.
  • Bardeen, J. : Tunnelling from a many-particle point of view, Physical Review Letters 6 (2), 1961, p. 57-59.
  • Chen, C. J. : Origin of Atomic Resolution on Metal Surfaces in Scanning Tunneling Microscopy, Physical Review Letters 65 (4), 1990, p. 448-451
  • G. Binnig, H. Rohrer, Ch. Gerber, et E. Weibel, Phys. Rev. Lett. 50, 120 - 123 (1983)
  • G. Binnig, H. Rohrer, Ch. Gerber, et E. Weibel, Phys. Rev. Lett. 49, 57 - 61 (1982)
  • G. Binnig, H. Rohrer, Ch. Gerber et E. Weibel, Appl. Phys. Lett., vol. 40, numéro 2, p. 178-180 (1982)
  • R. V. Lapshin, Feature-oriented scanning methodology for probe microscopy and nanotechnology, Nanotechnology, volume 15, numéro 9, pages 1135-1151, 2004

Questions et réponses

Q : Qu'est-ce que la microscopie à effet tunnel à balayage ?


R : La microscopie à effet tunnel à balayage (STM) est un moyen de visualiser la forme de minuscules objets. Elle peut faire des images d'atomes sur une surface et déplacer les atomes à différents endroits.

Q : Qui a inventé la STM ?


R : Le STM a été inventé par Gerd Binnig et Heinrich Rohrer en 1981 chez IBM, à Zürich.

Q : Quand l'ont-ils inventé ?


R : Ils l'ont inventé en 1981 chez IBM, à Zürich.

Q : Que peut faire le STM ?


R : Le STM peut faire des images d'atomes sur une surface et déplacer les atomes à différents endroits.

Q : Ont-ils gagné un prix pour avoir inventé le STM ?


R : Oui, ils ont remporté le prix Nobel de physique pour l'avoir inventé en 1986.

Q : Où ont-ils gagné ce prix ?


R : Ils ont remporté le prix Nobel de physique pour l'avoir inventé en 1986.

Q : En quelle année ont-ils remporté ce prix ?


R : Ils ont remporté le prix Nobel de physique pour l'avoir inventé en 1986.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3