Paljastui: Mikroskooppien kiihtyvyystekniikat
Nykyaikaisen instrumenttikehityksen historiassa mikroskooppitekniikka on edennyt nopeasti ihmisen tekniikan kehityksen myötä, ja myös tieteellinen tutkimus ja materiaalikehitys on työnnetty ennennäkemättömän pieniin maailmoihin uusien mikroskopiatekniikoiden keksimisen myötä. Atomivoimamikroskopiaa voidaan soveltaa eri tutkimusaloilla, mukaan lukien polymeerimateriaalit, optoelektroniset materiaalit, nanomateriaalit, biomateriaalit jne. Lisäksi sen anturit voivat toimia myös työkaluina pintaatomien tai molekyylien manipuloinnissa, mikä tarjoaa laajemman tilan tieteelliselle tutkimukselle ja mielikuvitukselle.
Raporttien mukaan Cornellin yliopiston fyysikko Keith Schwab on käyttänyt nanoelektroniikan mittausmenetelmää luodakseen pyyhkäisytunnelointimikroskoopin, joka voi kaapata kuvia yksittäisistä atomeista pinnalla vähintään 100 kertaa nopeammalla nopeudella kuin olemassa olevat mikroskoopit. Pyyhkäisevä tunnelointimikroskooppi voi käyttää kvanttitunnelointi- tai elektronitunnelointikykyä esteiden läpi mittaamaan etäisyyttä neulailmaisimen ja johtavan pinnan välillä.
Tutkijat lisäsivät ylimääräisen radiotaajuuslähteen ja lähettivät aallon pyyhkäisytunnelimikroskooppiin yksinkertaisen verkon kautta. He havaitsivat, että he voisivat käyttää ominaisuutta heijastaa aaltoa kohti lähdettä tunnistaakseen tunnelin risteyksen vastuksen. Tätä tekniikkaa kutsutaan reflektometritekniikaksi, joka käyttää tavallisia kaapeleita korkeataajuisina-aaltokanavina eikä hidastu kaapelin kapasiteetin rajoitusten vuoksi. Ja näytteeseen kohdistettiin pieni jännite, joka siirsi ilmaisimen asentoon, joka on vain muutaman angströmin päässä näytteen pinnasta.
On syytä huomata, että ihanteellinen pyyhkäisytunnelointimikroskooppi voi kerätä dataa yhtä suurella nopeudella kuin tunnelin läpi kulkevien elektronien pitonopeus saavuttaen yhden gigahertsin nopeuden tai miljardin syklin kaistanleveyden sekunnissa. Tyypillistä pyyhkäisytunnelointimikroskooppia rajoittaa kuitenkin lukupiirikaapelin tai energiavaraston kapasiteetti, ja sen nopeus on erityisen hidas, noin 1 kHz tai jopa vähemmän.
On syytä mainita, että asiantuntijat ehdottavat, että tällä tekniikalla on myös potentiaalia valmistaa atomitason lämpömittareita. He uskovat vakaasti, että 10 vuoden kuluttua on olemassa suuri määrä RF-pyyhkäisytunnelmikroskooppeja, joita ihmiset voivat käyttää erilaisiin mahtaviin kokeisiin. Atomivoimamikroskopian keksintö on antanut tiedeyhteisölle ennennäkemättömiä analyyttisiä kykyjä, minkä ansiosta atomien ja molekyylien havaitseminen ja manipulointi materiaalipinnoilla ei ole enää pelkkä unelma.
