Satu artikel untuk membawa Anda memahami sejarah perkembangan mikroskop probe scanning

Sejarah Scanning probe Microscope (SPM) adalah kemajuan ilmiah yang luar biasa, yang meletakkan dasar nanosains dan nanoteknologi.munculnya dan pelestarian SPM tidak hanya memungkinkan para ilmuwan untuk mengamati dan memanipulasi bahan dengan atom dan molekul presisi, tetapi juga mempromosikan penelitian di banyak bidang terkait.

1981: Fisikawan Jerman Gerd Binnig dan Heinrich Rohrer menciptakan mikroskop scanning tunneling (STM) di Laboratorium Penelitian IBM Zurich.Penemuan STM menandai awal mikroskop probe pemindaian.^[1]

Binning.

Lorrell

Mikroskop scanning tunneling pertama di dunia^[2]

1986: Binning dan Lorrell menerima Hadiah Nobel dalam Fisika untuk penemuan mereka dari STM.membuka pemahaman baru tentang struktur materi.

1989: Ilmuwan IBM menunjukkan teknik yang mampu memanipulasi atom individu. Dengan menggunakan mikroskop scanning tunneling, mereka mengatur 35 atom xenon individu pada substrat kristal dingin nikel,Ini adalah pertama kalinya bahwa atom telah ditempatkan dengan tepat pada bidang.^[3]

Ejaan "IBM" dengan 35 atom xenon"

1986: Binning, Calvin Quate dan Christoph Gerber menemukan mikroskop kekuatan atom (AFM).[4]AFM menggunakan kekuatan van der Waals antara probe dan permukaan sampel untuk pencitraan, dan dapat dioperasikan dalam lingkungan vakum, udara dan cairan, sehingga memiliki berbagai aplikasi dalam ilmu material dan penelitian biologi.

Mikroskop kekuatan atom pertama

Diagram skematik mikroskop kekuatan atom

1.Mikroskop gaya magnet (MFM): Mikroskop gaya magnet (MFM) ditemukan pada akhir 1980-an dan awal 1990-an. Dengan menggunakan probe dengan lapisan magnetik,probe pengukuran berinteraksi dengan permukaan sampel untuk mencapai Nanoscale high-resolution magnetic domain imagingInovasi ini memungkinkan para peneliti untuk mendapatkan wawasan tentang sifat magnetik bahan.

Studi tentang Kecacatan Mikrostruktur dengan Suhu Rendah Magnetik Medan Tinggi Mikroskopi Kekuatan Magnetik

2.Mikroskop gaya elektrostatik (EFM): Mikroskop gaya elektrostatik (EFM) ditemukan oleh Stephen Culps (Stephen Kalb) dan Horst F. Falmer (Horst F. Hamann) pada akhir 1980-an dan awal 1990-an.Hal ini mengukur perubahan gaya elektrostatik melalui probe bermuatan dan merealisasikan nanoscale resolusi tinggi pencitraan listrikEFM banyak digunakan dalam studi bahan semikonduktor, perangkat penyimpanan muatan dan nanoelektronika.

Mikroskop optik pemindaian bidang dekat (NSOM atau SNOM): Mikroskop optik bidang dekat (NSOM) ditemukan oleh Eric Betzig dan John Trautman pada akhir 1980-an dan awal 1990-an.NSOM menggunakan probe serat optik dengan aperture sub-panjang gelombang untuk menangkap gambar optik resolusi tinggi dengan membatasi cahaya di area yang sangat kecil dan memindai permukaan sampelHal ini banyak digunakan dalam ilmu material, biologi, kimia, dan penelitian semikonduktor.

Prinsip Umum NSOM

1.Resolusi tinggi dan sensitivitas tinggi: Dengan perkembangan teknologi probe, sistem kontrol dan teknologi pemrosesan data, resolusi dan sensitivitas SPM terus ditingkatkan.

2.Sonde multi-fungsi: Sonde dengan sifat kimia, mekanik, magnetik atau mekanik tertentu dikembangkan, yang memungkinkan karakterisasi dan manipulasi SPM yang lebih beragam.

3.Pencitraan multi-mode: Dikombinasikan dengan beberapa modalitas pencitraan, beberapa informasi properti sampel dapat diperoleh secara bersamaan.

Kombinasi beberapa modus mikroskop probe pemindaian

4.Pencitraan tingkat wafer: Dengan peningkatan dramatis dalam skala sirkuit terintegrasi, sampel besar perlu diimaging.

Cakram yang Diproses pada Wafer

5.Aplikasi dalam biologi: SPM semakin banyak digunakan dalam studi molekul dan sel biologis, yang dapat secara langsung mengamati struktur dan proses dinamis makromolekul biologis.

Teknologi mikroskop probe pemindaian masih berkembang dan teknik dan aplikasi baru muncul.Mikroskop kekuatan atom multifungsi dan mikroskop kekuatan atom skala wafer yang dikembangkan oleh Zhiguo Precision Instruments mendukung karakterisasi sampel berukuran besar, danFungsi analisis fase cair dan magnetik terintegrasi, piezoelektrik, pemindaian Kelvin, telahTingkat kebisingan yang sangat rendah, dan telahAnalisis Pemrosesan Data Cerdas Berdasarkan Deep LearningMasa depan akan terus fokus pada resolusi yang lebih tinggi,kecepatan pencitraan yang lebih cepat dan penelitian peralatan SPM multi-fungsi yang lebih kuat untuk memenuhi kebutuhan penelitian ilmiah dan aplikasi industri.

Mikroskop kekuatan atom multi-fungsi AtomEdge dikembangkan secara independen oleh Zhizhen Company