Τεχνολογία για επιτάχυνση μικροσκοπίας
Η μικροσκοπική τεχνολογία έχει προχωρήσει γρήγορα κατά την ανάπτυξη σύγχρονων οργάνων, συμβαδίζοντας με την πρόοδο της ανθρώπινης γνώσης και τεχνολογίας. Η επιστημονική έρευνα και η ανάπτυξη υλικού έχουν επίσης ωθηθεί σε έναν ανήκουστο μικρό κόσμο με την ανάπτυξη νέας μικροσκοπικής τεχνολογίας. Πολυάριθμοι τομείς μελέτης, όπως πολυμερή υλικά, οπτοηλεκτρονικά υλικά, νανοϋλικά, βιολογικά υλικά κ.λπ., μπορούν να ωφεληθούν από τη χρήση του μικροσκοπίου ατομικής δύναμης. Επιπλέον, οι ανιχνευτές του μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον χειρισμό επιφανειακών ατόμων ή μορίων, ανοίγοντας νέες δυνατότητες για επιστημονική έρευνα.
Ένα μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας, το οποίο μπορεί να συλλάβει εικόνες μεμονωμένων ατόμων στην επιφάνεια και είναι τουλάχιστον τρεις φορές ταχύτερο από τα σημερινά μικροσκόπια, αναπτύχθηκε από τον φυσικό Keith Swaber του Πανεπιστημίου Cornell χρησιμοποιώντας μια τεχνική μέτρησης στη νανοηλεκτρονική. εκατό φορές πιο γρήγορα. Η κβαντική σήραγγα ή η διοχέτευση ηλεκτρονίων μπορεί να χρησιμοποιηθεί από ένα μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας για τον προσδιορισμό του διαχωρισμού μεταξύ ενός ανιχνευτή τύπου βελόνας και μιας αγώγιμης επιφάνειας.
Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι μπορούσαν να αξιοποιήσουν την ικανότητα του κύματος να ανακλάται προς την πηγή κύματος προσθέτοντας μια επιπλέον πηγή κύματος ραδιοσυχνότητας και μεταφέροντας ένα κύμα μέσω ενός απλού δικτύου στο μικροσκόπιο σήραγγας σάρωσης για να μετρηθεί η αντίσταση της διασταύρωσης της σήραγγας. Η τεχνολογία ανακλασόμετρου χρησιμοποιεί ένα κανονικό καλώδιο ως διαδρομή για κύματα υψηλής συχνότητας και η ταχύτητα δεν επηρεάζεται από το όριο χωρητικότητας του καλωδίου. Στη συνέχεια, ο ανιχνευτής ανυψώνεται μερικά angstroms πάνω από την επιφάνεια του δείγματος από μια μικρή τάση που εφαρμόζεται στο δείγμα.
Θα πρέπει να τονιστεί ότι ένα τέλειο μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας θα είναι σε θέση να συλλέγει δεδομένα με ρυθμό ενός gigahertz, ή ένα δισεκατομμύριο κύκλους ανά δευτερόλεπτο, τόσο γρήγορα όσο τα ηλεκτρόνια μπορούν να διατηρηθούν να κινούνται προς τα κάτω στη σήραγγα. Ωστόσο, η ταχύτητα ενός τυπικού μικροσκοπίου σήραγγας σάρωσης, η οποία είναι της τάξης του 1 kilohertz ή ακόμη πιο αργή, περιορίζεται από τη χωρητικότητα του καλωδίου ή την αποθήκευση ενέργειας του κυκλώματος ανάγνωσης.
Θα πρέπει να τονιστεί ότι ένα τέλειο μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας θα έχει εύρος ζώνης ενός δισεκατομμυρίου κύκλων ανά δευτερόλεπτο και ρυθμό ενός gigahertz, ή την ταχύτητα με την οποία μπορούν να διατηρηθούν τα ηλεκτρόνια να κινούνται μέσα από τη σήραγγα. Ωστόσο, η χωρητικότητα καλωδίου ή η αποθήκευση ενέργειας του κυκλώματος ανάγνωσης περιορίζει την ταχύτητα ενός τυπικού μικροσκοπίου σάρωσης σήραγγας, γεγονός που το καθιστά εξαιρετικά αργό—της τάξης του 1 kilohertz ή ακόμη χαμηλότερη.
