Ortaya Çıktı: Mikroskopların Hızlandırma Teknolojileri
Modern alet geliştirme tarihinde, mikroskopi teknolojisi, insan teknolojisinin ilerlemesiyle birlikte hızla ilerlemektedir ve yeni mikroskopi teknolojilerinin icadıyla bilimsel araştırma ve malzeme geliştirme, benzeri görülmemiş küçük dünyalara itilmiştir. Atomik kuvvet mikroskobu, polimer malzemeler, optoelektronik malzemeler, nanomalzemeler, biyomateryaller vb. dahil olmak üzere çeşitli araştırma alanlarında uygulanabilir. Ayrıca, probları aynı zamanda yüzey atomlarını veya moleküllerini manipüle etmek için araçlar olarak da hizmet vererek bilimsel araştırma ve hayal gücü için daha geniş bir alan sağlayabilir.
Raporlara göre, Cornell Üniversitesi fizikçisi Keith Schwab, bir yüzeydeki bireysel atomların görüntülerini mevcut mikroskoplardan en az 100 kat daha hızlı yakalayabilen bir taramalı tünelleme mikroskobu oluşturmak için nanoelektronik alanında bir ölçüm yöntemi kullandı. Taramalı tünelleme mikroskobu, bir iğne detektörü ile iletken bir yüzey arasındaki mesafeyi ölçmek için kuantum tünelleme veya engellerin içinden elektron tünelleme yeteneğini kullanabilir.
Araştırmacılar ek bir radyo frekansı kaynağı eklediler ve basit bir ağ üzerinden taramalı tünelleme mikroskobuna bir dalga gönderdiler. Tünel kavşağının direncini tespit etmek için dalgayı kaynağa doğru yansıtma özelliğini kullanabileceklerini buldular. Yüksek-frekanslı dalga kanalları olarak standart kabloları kullanan ve kablo kapasitesi sınırlamaları nedeniyle yavaşlamayan bu teknolojiye reflektometre teknolojisi adı verilir. Ve numuneye küçük bir voltaj uygulanarak detektör, numunenin yüzeyinin yalnızca birkaç angstrom yukarısındaki bir konuma hareket ettirildi.
İdeal bir taramalı tünelleme mikroskobunun, tünelden geçen elektronların tutma hızı kadar hızlı, bir gigahertz hızına veya saniyede bir milyar döngü bant genişliğine ulaşan bir hızda veri toplayabileceği unutulmamalıdır. Bununla birlikte, tipik bir taramalı tünelleme mikroskobu, okuma devresi kablosunun veya enerji depolama kapasitesiyle sınırlıdır ve hızı özellikle yavaştır, yaklaşık 1 kHz veya hatta daha azdır.
Uzmanların bu teknolojinin atomik seviye termometreleri üretme potansiyeline de sahip olduğunu öne sürdüğünü belirtmekte fayda var. 10 yıl içinde insanların çeşitli harika deneyler için kullanabileceği çok sayıda RF taramalı tünelleme mikroskobunun olacağına kesinlikle inanıyorlar. Atomik kuvvet mikroskobunun icadı, bilim camiasına benzeri görülmemiş analitik yetenekler kazandırdı ve malzeme yüzeylerindeki atomların ve moleküllerin tespit edilmesi ve manipülasyonu artık sadece bir hayal olmaktan çıktı.
