Versnellingstechnieken voor microscopen
In de geschiedenis van de moderne instrumentontwikkeling heeft de microscopische technologie zich voortdurend snel ontwikkeld met de vooruitgang van de menselijke technologie. Wetenschappelijk onderzoek en materiaalontwikkeling zijn ook naar een ongekend kleine wereld geduwd met de uitvinding van nieuwe microscopische technologieën. Atoomkrachtmicroscopie kan worden toegepast in verschillende onderzoeksgebieden, waaronder polymeermaterialen, opto-elektronische materialen, nanomaterialen, biomaterialen, enz. Bovendien kunnen de sondes ervan ook dienen als hulpmiddelen voor het manipuleren van oppervlakteatomen of moleculen, waardoor er een bredere ruimte ontstaat voor wetenschappelijk onderzoek en verbeelding.
Volgens rapporten heeft natuurkundige Keith Schwab van de Cornell University een meetmethode in de nano-elektronica gebruikt om een scanning tunneling microscoop te creëren, die beelden van individuele atomen op het oppervlak kan vastleggen. De snelheid is minstens 100 keer sneller dan die van bestaande microscopen. Scanningtunnelingmicroscopie kan het vermogen van kwantumtunneling of elektronen gebruiken om obstakels door tunnels te passeren om de afstand tussen een naalddetector en een geleidend oppervlak te meten.
Onderzoekers voegden een extra RF-golfbron toe en voerden een golf via een eenvoudig netwerk in een scanning-tunnelmicroscoop. Ze ontdekten dat ze de weerstand van de tunnelovergang konden detecteren door gebruik te maken van de reflectiekarakteristieken van de golf naar de golfbron. Deze technologie wordt reflectometertechnologie genoemd, waarbij standaardkabels als hoogfrequente kanalen worden gebruikt en niet wordt vertraagd vanwege beperkingen in de kabelcapaciteit. En er werd een kleine spanning op het monster aangebracht, waardoor de detector slechts een paar angstrom boven het oppervlak van het monster bewoog.
Opgemerkt moet worden dat een ideale scanning tunneling microscoop gegevens kan verzamelen met dezelfde snelheid als elektronentunneling, met een snelheid tot 1000 megahertz of een bandbreedte van 1 miljard cycli per seconde. Een typische scanning-tunnelingmicroscoop wordt echter beperkt door de capaciteit van de leescircuitkabel of energieopslag, en de snelheid ervan is bijzonder langzaam, ongeveer 1 kHz of zelfs minder.
Het is vermeldenswaard dat experts erop hebben gewezen dat deze technologie ook het potentieel heeft om thermometers op atomair niveau te vervaardigen. Wij zijn ervan overtuigd dat er over tien jaar een groot aantal RF-scantunnelmicroscopen zal zijn die mensen kunnen gebruiken om verschillende grote experimenten uit te voeren. De uitvinding van atoomkrachtmicroscopie heeft de wetenschappelijke gemeenschap ongekende analytische mogelijkheden gegeven, waardoor het detecteren en manipuleren van atomen en moleculen op materiële oppervlakken niet langer slechts een droom is.
