Rivelato: Tecnologie di accelerazione dei microscopi
Nella storia dello sviluppo degli strumenti moderni, la tecnologia della microscopia è progredita rapidamente con il progresso della tecnologia umana, e anche la ricerca scientifica e lo sviluppo dei materiali sono stati spinti verso piccoli mondi senza precedenti con l'invenzione di nuove tecnologie di microscopia. La microscopia a forza atomica può essere applicata in vari campi di ricerca, inclusi materiali polimerici, materiali optoelettronici, nanomateriali, biomateriali, ecc. Inoltre, le sue sonde possono anche servire come strumenti per manipolare atomi o molecole di superficie, fornendo uno spazio più ampio per la ricerca scientifica e l'immaginazione.
Secondo i rapporti, il fisico della Cornell University Keith Schwab ha utilizzato un metodo di misurazione in nanoelettronica per creare un microscopio a effetto tunnel in grado di catturare immagini di singoli atomi su una superficie ad una velocità almeno 100 volte più veloce rispetto ai microscopi esistenti. Il microscopio a tunneling a scansione può utilizzare la capacità del tunneling quantistico o del tunneling elettronico attraverso ostacoli per misurare la distanza tra un rilevatore ad ago e una superficie conduttiva.
I ricercatori hanno aggiunto un'ulteriore sorgente di radiofrequenza e hanno inviato un'onda a un microscopio a effetto tunnel attraverso una semplice rete. Hanno scoperto che potevano sfruttare la caratteristica di riflettere l'onda verso la sorgente per rilevare la resistenza della giunzione del tunnel. Questa tecnologia è chiamata tecnologia riflettometro, che utilizza cavi standard come canali di onde ad alta-frequenza e non rallenta a causa delle limitazioni di capacità del cavo. Al campione è stata applicata una piccola tensione, spostando il rilevatore in una posizione solo pochi angstrom sopra la superficie del campione.
Va notato che un microscopio a scansione tunnel ideale può raccogliere dati a una velocità pari alla velocità di trattenimento degli elettroni che passano attraverso il tunnel, raggiungendo una velocità di un gigahertz o una larghezza di banda di un miliardo di cicli al secondo. Tuttavia, un tipico microscopio a effetto tunnel a scansione è limitato dalla capacità del cavo del circuito di lettura o dall'accumulo di energia, e la sua velocità è particolarmente lenta, circa 1 kHz o anche meno.
Vale la pena ricordare che gli esperti suggeriscono che questa tecnologia ha anche il potenziale per produrre termometri di livello atomico. Credono fermamente che tra 10 anni ci sarà un gran numero di microscopi a effetto tunnel a scansione RF che le persone potranno utilizzare per vari grandi esperimenti. L’invenzione della microscopia a forza atomica ha dotato la comunità scientifica di capacità analitiche senza precedenti, rendendo il rilevamento e la manipolazione di atomi e molecole sulle superfici materiali non più solo un sogno.
