АссистентНовый вопросИсторияОбласти знаний
Партнёрские проектыСпецпроектыСтать автором
Сменить язык
О РУВИКИ

Микроскопия с атомным разрешением

Микроскопия с атомным разрешением — это метод микроскопии, позволяющий получать изображения с разрешением на уровне отдельных атомов. Этот метод используется для изучения структуры материалов на наномасштабном уровне.

История и теоретические основы

Первые методы микроскопии с атомным разрешением появились в 1980-х годах с изобретением сканирующего туннельного микроскопа Генрихом Рорером и Гердом Биннигом, за что они получили Нобелевскую премию по физике в 1986 году[1].

Сканирующий туннельный микроскоп использует квантово-механический эффект туннелирования электронов для получения изображений поверхности на атомарном уровне. Другие важные методы включают атомно-силовую микроскопию (AFM) и электронную микроскопию высокого разрешения (HREM).

undefined

Принципы работы

Сканирующий туннельный микроскоп: работает на основе туннельного эффекта, при котором электроны проходят через тонкий вакуумный барьер между острие и поверхностью образца[2].

Атомно-силовая микроскопия: использует механический зонд для сканирования поверхности и измерения силы взаимодействия между зондом и атомами на поверхности[3].

Свойства

  • Высокое разрешение: позволяет наблюдать отдельные атомы и молекулы на поверхности материалов[2].
  • Трёхмерное изображение: обеспечивает возможность получения трёхмерных изображений поверхности[3].

Применение

  • Нанотехнологии: изучение и модификация наноматериалов для создания новых устройств и технологий[4].
  • Материаловедение: исследование структуры и свойств материалов на атомарном уровне[5].
  • Биология: изучение биологических макромолекул и их взаимодействий[6].

Современные исследования

Современные исследования направлены на улучшение методов атомного разрешения и разработку новых подходов для изучения динамических процессов на наномасштабном уровне[7].

Примечания

  1. ↑ Binnig, G., & Rohrer, H. (1986). Scanning tunneling microscopy—from birth to adolescence. Reviews of Modern Physics, 59(3), 615—625.
  2. ↑ 1 2 Chen, C. J. (1993). Introduction to Scanning Tunneling Microscopy. Oxford University Press.
  3. ↑ 1 2 Giessibl, F. J. (2003). Advances in atomic force microscopy. Reviews of Modern Physics, 75(3), 949—983.
  4. ↑ Eigler, D. M., & Schweizer, E. K. (1990). Positioning single atoms with a scanning tunneling microscope. Nature, 344(6266), 524—526.
  5. ↑ Meyer, G., & Rieder, K. H. (2009). Scanning tunneling microscopy. Applied Physics A, 64(5), 531—541.
  6. ↑ Henderson, R. (1995). The potential and limitations of neutrons, electrons and X-rays for atomic resolution microscopy of unstained biological molecules. Quarterly Reviews of Biophysics, 28(2), 171—193.
  7. ↑ Hofer, W. A., Foster, A. S., & Shluger, A. L. (2003). Theories of scanning probe microscopes at the atomic scale. Reviews of Modern Physics, 75(4), 1287—1331.

Литература

  • Binnig, G., & Rohrer, H. (1986). Scanning tunneling microscopy—from birth to adolescence. Reviews of Modern Physics, 59(3), 615—625.
  • Chen, C. J. (1993). Introduction to Scanning Tunneling Microscopy. Oxford University Press.
  • Giessibl, F. J. (2003). Advances in atomic force microscopy. Reviews of Modern Physics, 75(3), 949—983.
  • Eigler, D. M., & Schweizer, E. K. (1990). Positioning single atoms with a scanning tunneling microscope. Nature, 344(6266), 524—526.
  • Meyer, G., & Rieder, K. H. (2009). Scanning tunneling microscopy. Applied Physics A, 64(5), 531—541.
  • Henderson, R. (1995). The potential and limitations of neutrons, electrons and X-rays for atomic resolution microscopy of unstained biological molecules. Quarterly Reviews of Biophysics, 28(2), 171—193.
  • Hofer, W. A., Foster, A. S., & Shluger, A. L. (2003). Theories of scanning probe microscopes at the atomic scale. Reviews of Modern Physics, 75(4), 1287—1331.

Категории