Sizi taramalı prob mikroskobunun gelişim tarihini anlamaya götürecek bir makale

Tarama projesi mikroskopunun (SPM) tarihi, nanoloji ve nanoteknolojinin temelini oluşturan dikkate değer bir bilimsel ilerlemedir.SPM'nin ortaya çıkması ve korunması, bilim insanlarının sadece materyalleri atomik ve moleküler hassasiyetle gözlemlemelerini ve manipüle etmelerini sağlamadı.SPM'nin geliştirilmesinde aşağıdakiler önemli dönüm noktalarıdır:

1981: Alman fizikçiler Gerd Binnig ve Heinrich Rohrer, IBM Zürih Araştırma Laboratuvarı'nda tarama tünelleme mikroskobunu (STM) icat ettiler.STM'nin icadı, tarama sondası mikroskopunun başlangıcını işaret etti.^[1]

Binning.

Lorrell.

Dünyanın ilk inceleme tünelleme mikroskobu^[2]

1986Binning ve Lorrell, STM'yi icat ettikleri için Nobel Fizik Ödülü'nü aldılar.Maddenin yapısının yeni bir anlayışa açılması.

1989: IBM bilim adamları, tek tek atomları manipüle edebilen bir tekniği gösterdi.,Bu, atomların bir düzlemde kesin bir şekilde yerleştirildiği ilk kez.^[3]

"IBM" 35 xenon atomu ile yazılır.

1986: Binning, Calvin Quate ve Christoph Gerber, atomik kuvvet mikroskopunu (AFM) icat ettiler.[4]AFM, görüntüleme için sondayla örnek yüzeyi arasındaki van der Waals kuvvetini kullanır, ve vakum, hava ve sıvı ortamlarda çalıştırılabilir, bu nedenle malzeme bilimi ve biyolojik araştırmalarda geniş bir uygulama yelpazesi vardır.

İlk atomik güç mikroskobu

Atomik kuvvet mikroskopunun şematik şeması

1.Manyetik kuvvet mikroskobu (MFM): Manyetik kuvvet mikroskobu (MFM) 1980'lerin sonlarında ve 1990'ların başında icat edildi.ölçüm sondası, Nanoscale yüksek çözünürlüklü manyetik alan görüntüleme elde etmek için numunenin yüzeyi ile etkileşime girerBu yenilik, araştırmacıların malzemenin manyetik özellikleri hakkında bilgi edinmelerini sağlar.

Düşük sıcaklık yüksek manyetik alan manyetik kuvvet mikroskopuyla mikroyapı kusurları üzerine çalışma

2.Elektrostatik kuvvet mikroskobu (EFM): Elektrostatik kuvvet mikroskobu (EFM), 1980'lerin sonu ve 1990'ların başında Stephen Culps (Stephen Kalb) ve Horst F. Falmer (Horst F. Hamann) tarafından icat edildi.Şarjlı problar aracılığıyla elektrostatik kuvvet değişikliklerini ölçer ve nanoskaladaki yüksek çözünürlüklü elektrik görüntülemeyi gerçekleştirir.EFM, yarı iletken malzemeler, şarj depolama cihazları ve nanoelektronik çalışmalarında yaygın olarak kullanılır.

Yakın alan tarama optik mikroskobu (NSOM veya SNOM): Yakın alan optik mikroskobu (NSOM), 1980'lerin sonu ve 1990'ların başında Eric Betzig ve John Trautman tarafından icat edildi.NSOM, ışığı çok küçük bir alana kısıtlayarak ve örnek yüzeyini tarayarak yüksek çözünürlüklü optik görüntüler yakalamak için alt dalga boyu diyaframı olan bir fiber optik sonda kullanırMalzeme bilimi, biyoloji, kimya ve yarı iletken araştırmalarında yaygın olarak kullanılır.

NSOM'un Genel İlkeleri

1.Yüksek çözünürlük ve yüksek hassasiyet: Sonda teknolojisinin, kontrol sisteminin ve veri işleme teknolojisinin gelişmesiyle SPM'nin çözünürlüğü ve hassasiyeti sürekli olarak geliştirilmektedir.

2.Çok fonksiyonel sonda: SPM'lerin daha çeşitli karakterize edilmesini ve manipüle edilmesini sağlayan belirli kimyasal, mekanik, manyetik veya mekanik özelliklere sahip sondalar geliştirilmektedir.

3.Çok modlu görüntüleme: Çoklu görüntüleme yöntemleriyle birleştirildiğinde, numunenin birden fazla özellik bilgisi aynı anda elde edilebilir.

Birleştirilmiş çoklu tarama sondası mikroskopu modları

4.Wafer düzeyinde görüntüleme: Entegre devrelerin ölçeğinin çarpıcı bir şekilde artmasıyla birlikte, büyük örneklerin görüntülenmesi gerekir.

Wafer üzerine işlenmiş çip

5.Biyolojide uygulama: SPM, biyolojik makromoleküllerin yapısını ve dinamik sürecini doğrudan gözlemleyebilen biyolojik moleküllerin ve hücrelerin çalışmasında giderek daha yaygın olarak kullanılır.

Tarama sondası mikroskopunun teknolojisi hala gelişmektedir ve yeni teknikler ve uygulamalar ortaya çıkmaktadır.Zhiguo Precision Instruments tarafından geliştirilen çok fonksiyonel atomik kuvvet mikroskopları ve wafer ölçekli atomik kuvvet mikroskopları, büyük boyutlu örneklerin karakterize edilmesini destekler, veEntegre manyetik, piezoelektrik, tarama Kelvin ve sıvı faz analizi fonksiyonları, var.Çok düşük gürültü seviyesi, ve varDerin Öğrenmeye Dayalı Akıllı Veri İşleminin AnaliziGelecek daha yüksek çözünürlüğe odaklanmaya devam edecek.Bilimsel araştırma ve endüstriyel uygulamaların ihtiyaçlarını karşılamak için daha hızlı görüntüleme hızı ve daha güçlü çok fonksiyonel SPM ekipmanları araştırması.

Zhizhen Şirketi tarafından bağımsız olarak geliştirilen çok fonksiyonel atomik güç mikroskopu AtomEdge