Ecco come funziona:
* Tunneling quantistico: STM si basa su un fenomeno chiamato tunneling quantistico. Gli elettroni possono "tunnel" attraverso un piccolo divario, anche se non hanno abbastanza energia per saltarlo in modo classico.
* Suggerimento nitido: Una STM utilizza una punta molto affilata, di solito fatta di metallo come tungsteno o platino. Questo suggerimento viene avvicinato estremamente alla superficie del campione da studiare.
* Bias di tensione: Viene applicata una piccola tensione tra la punta e il campione. Questo crea una corrente elettrica che scorre tra la punta e il campione, a causa del tunneling quantistico.
* Scansione: La punta viene quindi spostata sulla superficie del campione, linea per linea, in un motivo raster.
* Altezza e corrente: Mentre la punta scansiona, la forza della corrente di tunneling cambia con la distanza tra la punta e gli atomi di superficie. Questo cambiamento nella corrente viene utilizzato per mappare la topografia della superficie e creare un'immagine.
Funzionalità chiave:
* Risoluzione atomica: STM può raggiungere una risoluzione atomica, il che significa che può mostrare atomi e molecole individuali.
* Sensibilità superficiale: È altamente sensibile alla struttura superficiale dei materiali.
* versatile: STM può essere utilizzato per studiare una vasta gamma di materiali, tra cui metalli, semiconduttori e molecole biologiche.
Altre tecniche:
Mentre STM è uno strumento potente per l'imaging a livello atomico, ci sono altre tecniche utilizzate per studiare atomi e molecole:
* Microscopia elettronica a trasmissione (TEM): Utilizza un raggio di elettroni per creare immagini di campioni molto sottili.
* Microscopia a forza atomica (AFM): Misura le forze tra la punta e la superficie del campione.
* Cristallografia a raggi X: Utilizza i raggi X per determinare la struttura tridimensionale delle molecole.
Queste tecniche, insieme a STM, forniscono agli scienziati strumenti essenziali per esplorare il microscopico mondo di atomi e molecole.
