Technologie voor microscopieversnelling
Microscopische technologie is snel vooruitgegaan tijdens de ontwikkeling van hedendaagse instrumenten en houdt gelijke tred met de vooruitgang van menselijke kennis en technologie. Wetenschappelijk onderzoek en materiaalontwikkeling zijn ook naar een ongekende kleine wereld geduwd met de ontwikkeling van nieuwe microscopische technologie. Talrijke studiegebieden, zoals polymere materialen, opto-elektronische materialen, nanomaterialen, biologische materialen, enz., kunnen baat hebben bij het gebruik van atoomkrachtmicroscopie. Bovendien kunnen de sondes worden gebruikt om atomen of moleculen aan het oppervlak te manipuleren, waardoor nieuwe mogelijkheden voor wetenschappelijk onderzoek ontstaan.
Een scanning tunneling microscoop, die beelden van individuele atomen op het oppervlak kan vastleggen en minstens drie keer sneller is dan de huidige microscopen, werd naar verluidt ontwikkeld door de natuurkundige Keith Swaber van Cornell University met behulp van een meettechniek in nano-elektronica. honderd keer sneller. Kwantumtunneling of elektronentunneling kan worden gebruikt door een scanning tunneling microscoop om de scheiding tussen een naaldtype detector en een geleidend oppervlak te bepalen.
De onderzoekers ontdekten dat ze het vermogen van de golf om naar de golfbron te reflecteren, konden benutten door een extra radiofrequente golfbron toe te voegen en een golf door een eenvoudig netwerk in de scanning tunneling-microscoop te sturen om de weerstand van de tunneljunctie te meten. Reflectometertechnologie maakt gebruik van een gewone kabel als route voor hoogfrequente golven en de snelheid wordt niet beïnvloed door de capaciteitslimiet van de kabel. De detector wordt vervolgens enkele angström boven het monsteroppervlak geheven door een kleine spanning die over het monster wordt aangelegd.
Benadrukt moet worden dat een perfecte scanning tunneling microscoop in staat zou zijn om gegevens te verzamelen met een snelheid van één gigahertz, of een miljard cycli per seconde, net zo snel als elektronen door de tunnel kunnen blijven bewegen. De snelheid van een typische scanning tunneling microscoop, die in de orde van grootte van 1 kilohertz of zelfs langzamer ligt, wordt echter beperkt door de kabelcapaciteit of energieopslag van het uitleescircuit.
Benadrukt moet worden dat een perfecte scanning tunneling microscoop een bandbreedte zou hebben van een miljard cycli per seconde en een snelheid van één gigahertz, of de snelheid waarmee elektronen door de tunnel kunnen blijven bewegen. De kabelcapaciteit of energieopslag van het uitleescircuit beperkt echter de snelheid van een standaard scanning tunneling microscoop, waardoor deze buitengewoon traag is - in de orde van grootte van 1 kilohertz of zelfs lager.
