Технологія прискорення мікроскопії
Мікроскопічна технологія швидко розвивалася під час розробки сучасних інструментів, йдучи в ногу з розвитком людських знань і технологій. Наукові дослідження та розробка матеріалів також були підштовхнуті до нечувано маленького світу з розвитком нових мікроскопічних технологій. Численні галузі досліджень, такі як полімерні матеріали, оптоелектронні матеріали, наноматеріали, біологічні матеріали тощо, можуть отримати користь від використання атомно-силової мікроскопії. Крім того, його зонди можна використовувати для маніпулювання поверхневими атомами або молекулами, відкриваючи нові можливості для наукових досліджень.
Скануючий тунельний мікроскоп, який може знімати зображення окремих атомів на поверхні та працює принаймні втричі швидше за сучасні мікроскопи, був розроблений фізиком Корнельського університету Кейтом Свабером за допомогою методу вимірювання в наноелектроніці. у сто разів швидше. Скануючий тунельний мікроскоп може використовувати квантове або електронне тунелювання для визначення відстані між голчастим детектором і провідною поверхнею.
Дослідники виявили, що вони можуть використовувати здатність хвилі відбиватися в напрямку джерела хвилі, додавши додаткове джерело радіочастотної хвилі та доставляючи хвилю через пряму мережу в скануючий тунельний мікроскоп для вимірювання опору тунельного з’єднання. Технологія рефлектометра використовує звичайний кабель як шлях для високочастотних хвиль, і на швидкість не впливає обмеження ємності кабелю. Потім детектор піднімається на кілька ангстрем над поверхнею зразка за допомогою невеликої напруги, яка прикладається до зразка.
Слід підкреслити, що ідеальний скануючий тунельний мікроскоп міг би збирати дані зі швидкістю один гігагерц, або один мільярд циклів на секунду, так само швидко, як електрони можуть рухатися тунелем. Однак типова швидкість скануючого тунельного мікроскопа, яка становить 1 кілогерц або навіть нижча, обмежена ємністю кабелю схеми зчитування або накопиченням енергії.
Слід підкреслити, що ідеальний скануючий тунельний мікроскоп мав би пропускну здатність один мільярд циклів на секунду та частоту один гігагерц, тобто швидкість, з якою електрони можуть рухатися тунелем. Однак пропускна здатність кабелю схеми зчитування або накопичення енергії обмежують швидкість стандартного скануючого тунельного мікроскопа, що робить його надзвичайно повільним — порядку 1 кілогерца або навіть нижче.
