Mikroskoopide kiirendustehnikad
Kaasaegse instrumendi arendamise ajaloos on mikroskoopiline tehnoloogia inimtehnoloogia arenguga pidevalt kiiresti arenenud. Ka teadusuuringud ja materjaliarendus on uute mikroskoopiliste tehnoloogiate leiutamisega lükatud enneolematult väikesesse maailma. Aatomjõumikroskoopiat saab rakendada erinevates uurimisvaldkondades, sealhulgas polümeermaterjalides, optoelektroonilistes materjalides, nanomaterjalides, biomaterjalides jne. Lisaks võivad selle sondid olla ka tööriistad pinnaaatomite või molekulidega manipuleerimiseks, pakkudes laiemat ruumi teadusuuringuteks ja kujutlusvõimet.
Aruannete kohaselt on Cornelli ülikooli füüsik Keith Schwab kasutanud nanoelektroonikas mõõtmismeetodit skaneeriva tunnelmikroskoobi loomiseks, mis suudab jäädvustada pinnal üksikute aatomite pilte. Selle kiirus on vähemalt 100 korda suurem kui olemasolevatel mikroskoopidel. Skaneeriv tunnelmikroskoopia võib kasutada kvanttunneldamise või elektronide võimet läbida takistusi läbi tunnelite, et mõõta kaugust nõeladetektori ja juhtiva pinna vahel.
Teadlased lisasid täiendava RF-laineallika ja andsid laine lihtsa võrgu kaudu skaneerivasse tunnelmikroskoobi. Nad leidsid, et nad suutsid tuvastada tunneli ristmiku takistuse, kasutades laine peegeldusomadusi laineallika suunas. Seda tehnoloogiat nimetatakse reflektomeetritehnoloogiaks, mis kasutab kõrgsageduslike kanalitena standardkaableid ega aeglustu kaabli läbilaskevõime piirangute tõttu. Ja proovile rakendati väike pinge, mis liigutas detektorit vaid mõne angströmi võrra proovi pinnast kõrgemale.
Tuleb märkida, et ideaalne skaneeriv tunnelmikroskoop suudab koguda andmeid samal kiirusel kui elektrontunneldamine, sagedusega kuni 1000 megahertsi või ribalaiusega 1 miljard tsüklit sekundis. Tüüpilist skaneerivat tunnelmikroskoopi piirab aga lugemisahela kaabli või energiasalvesti mahutavus ning selle kiirus on eriti aeglane, umbes 1 kHz või isegi vähem.
Tasub mainida, et eksperdid on juhtinud tähelepanu sellele, et sellel tehnoloogial on potentsiaali ka aatomitaseme termomeetrite tootmiseks. Usume kindlalt, et 10 aasta pärast on olemas suur hulk RF-skaneerivaid tunnelmikroskoope, mida inimesed saavad kasutada erinevate suurepäraste katsete läbiviimiseks. Aatomjõumikroskoopia leiutamine on andnud teadusringkondadele enneolematud analüütilised võimed, muutes materiaalsetel pindadel olevate aatomite ja molekulide tuvastamise ja nendega manipuleerimise mitte ainult unistuseks.
