スキャン探査機顕微鏡の開発の歴史を理解するために1つの記事

スキャニング探査機 (SPM) の歴史は,ナノ科学とナノ技術の基礎を築く 驚くべき科学的進歩です.SPMの出現と保存は 科学者が原子や分子精度で物質を観察し操作することを可能にしましたSPM の開発における主要なマイルストーンとは以下の通りです.

1981: ドイツ の 物理学 者 ゲルド ・ ビンニッヒ と ハインリッヒ ・ ロラー は,IBM チューリッヒ 研究 室 で スキャン トンネル 顕微鏡 (STM) を 発明 し まし た.STM の 発明 は,スキャン 探査 顕微鏡 の 始まり を 象徴 し まし た.^ラング

バンニング

ローレル

世界初のスキャントンネル顕微鏡^単数

1986: ビニングとローレルはSTMの発明でノーベル物理学賞を受賞.彼らの研究により,STMは原子レベルの解像度で画像化できることが示されました.物質の構造についての新しい理解を開く.

1989IBM の 科学 者 たち は,個別 の 原子 を 操作 する 方法 を 示し まし た.スキャン トンネル 顕微鏡 を 用い て,ニッケル の 冷たい 結晶 基板 に 35 個 の クセノン 原子 を 配置 し まし た.,これは初めて 原子が飛行機に正確に位置づけられたことです^[3]

"IBM"を35個のクセノン原子で綴る

1986: ビニング,カルビン・クエート,クリストフ・ゲーバーは原子力顕微鏡 (AFM) を発明.AFMは導電性のない材料で動作し,SPM技術の応用範囲を拡大する.[4]AFMは,画像撮影のために探査機とサンプル表面の間のヴァン・デル・ワールス力を使用する.材料科学や生物学研究に幅広い応用が可能です.

最初の原子力顕微鏡

原子力顕微鏡の図面

1.マグネット力顕微鏡 (MFM): マグネット力顕微鏡 (MFM) は,1980年代後半から1990年代初頭に発明されました.測定探査機がサンプル表面と相互作用してナノスケールの高解像度磁域画像を取得するこの革新により,研究者は材料の磁気特性について洞察を得ることができます.

低温高磁場磁力顕微鏡による微細構造の欠陥に関する研究

2.静電力顕微鏡 (EFM): 静電力顕微鏡 (EFM) は,1980年代後半から1990年代初頭にスティーブン・カルプス (Stephen Kalb) とホースト・F・ファルマー (Horst F・ハマン) によって発明された.充電した探査機を通して 静電力の変化を測定し ナノスケールで 高解像度の電気イメージングを 実現しますEFM は半導体材料,電荷貯蔵装置,ナノ電子学の研究に広く使用されています.

近場スキャニング光学顕微鏡 (NSOMまたはSNOM):近場光学顕微鏡 (NSOM) は1980年代後半から1990年代初頭にエリック・ベツィグとジョン・トラウトマンによって発明されました.NSOMは,光線を非常に小さな領域に閉じ込め,サンプル表面をスキャンすることによって,高解像度の光学画像を捕捉するために,サブ波長アペルチャーを持つ光ファイバー探査機を使用します材料科学,生物学,化学,半導体研究で広く使用されています.

NSOMの一般原則

1.高解像度と高感度:探査技術,制御システム,データ処理技術の発展により,SPMの解像度と感度が継続的に向上しています.

2.多機能探査機: SPMのより多様な特徴付けと操作を可能にする特定の化学的,機械的,磁気的または機械的特性を持つ探査機が開発されています.

3.多モード画像:複数の画像方式と組み合わせると,サンプルの複数のプロパティ情報を同時に取得できます.

スキャン探査機顕微鏡の複数のモードを組み合わせた

4.円盤レベル画像: 集積回路の規模が劇的に拡大するにつれて,大きなサンプルを画像化する必要がある.

ワッフルに加工されたチップ

5.生物学の応用:SPMは,生物学的マクロ分子の構造と動的プロセスを直接観察できる生物学的分子と細胞の研究でますます広く使用されています.

スキャニング探査機顕微鏡の技術はまだ進化しており,新しい技術と応用が生まれています.ジグオ・プレシジョン・インストゥルメントが開発した多機能原子力顕微鏡とウエファースケール原子力顕微鏡は,大型サンプルの特徴付けをサポートするそして磁気,ピエゾ電気,ケルビンスキャン,液体相分析機能を統合した持っている騒音レベルが非常に低い持っていますディープラーニングに基づくインテリジェントデータ処理の分析未来はより高い解像度に 焦点を当て続けます科学研究と産業用アプリケーションのニーズを満たすために,より高速な画像処理速度とより強力な多機能SPM機器の研究.

多機能原子力顕微鏡AtomEdge ジゼン社によって独立開発