Kas išrado skenuojantį tunelinį mikroskopą?

Skenuojančio tunelinio mikroskopo istorija

IBM

Skenuojantis tunelinis mikroskopas arba STM plačiai naudojamas tiek pramoniniuose, tiek fundamentiniuose tyrimuose, siekiant gauti metalinių paviršių atominio masto vaizdus. Jame pateikiamas trimatis paviršiaus profilis ir pateikiama naudingos informacijos paviršiaus šiurkštumui apibūdinti, paviršiaus defektams stebėti ir molekulių bei agregatų dydžiui ir konformacijai nustatyti.

Gerd Binnig ir Heinrich Rohrer yra skenavimo tunelio išradėjai mikroskopu (STM). 1981 m. išrastas prietaisas pateikė pirmuosius atskirų atomų vaizdus ant medžiagų paviršių.

Gerd Binning ir Heinrich Rohrer

Binnig kartu su kolega Rohreriu buvo apdovanoti Nobelio premija fizikoje 1986 m. už darbą skenuojančios tunelinės mikroskopijos srityje. 1947 m. Frankfurte (Vokietija) gimęs daktaras Binnigas lankė J.W. Gėtės universitete Frankfurte ir 1973 m. įgijo bakalauro laipsnį, o po penkerių metų – 1978 m.

Tais pačiais metais jis prisijungė prie fizikos tyrimų grupės IBM Ciuricho tyrimų laboratorijoje. Dr. Binnig 1985–1986 m. buvo paskirtas į IBM Almadeno tyrimų centrą San Chosė, Kalifornijoje, o 1987–1988 m. buvo kviestinis profesorius netoliese esančiame Stenfordo universitete. 1987 m. jis buvo paskirtas IBM moksliniu bendradarbiu ir toliau dirba IBM Ciuriche. Tyrimų laboratorija.

1933 m. Buchs mieste, Šveicarijoje gimęs daktaras Rohreris įgijo išsilavinimą Šveicarijos federaliniame technologijos institute Ciuriche, kur 1955 m. įgijo bakalauro laipsnį, o 1960 m. – daktaro laipsnį. Baigęs doktorantūros studijas Šveicarijos federaliniame institute ir Rutgers JAV universitetas Dr. Rohreris prisijungė prie naujai suformuotos IBM Ciuricho tyrimų laboratorijos, kad, be kita ko, tirtų Kondo medžiagas ir antiferomagnetus. Tada jis atkreipė dėmesį į skenuojančią tunelinę mikroskopiją. Dr. Rohreris buvo paskirtas IBM stipendininku 1986 m. ir 1986–1988 m. vadovavo Ciuricho tyrimų laboratorijos Fizinių mokslų katedrai. 1997 m. liepos mėn. jis išėjo į pensiją iš IBM ir mirė 2013 m. gegužės 16 d.

Binnig ir Rohrer buvo pripažinti už tai, kad sukūrė galingą mikroskopijos techniką, kuri sudaro atskirų atomų vaizdą metaliniame arba puslaidininkiniame paviršiuje, nuskaitant adatos galiuką per paviršių tik kelių atomų skersmenų aukštyje. Apdovanojimą jie pasidalino su vokiečių mokslininku Ernstu Ruska, projektuotoju pirmasis elektroninis mikroskopas . Kelios skenuojančios mikroskopijos naudoja STM sukurtą nuskaitymo technologiją.

Russellas Youngas ir topografininkas

Panašų mikroskopą, vadinamą Topografiner, išrado Russellas Youngas ir jo kolegos 1965–1971 m. Nacionaliniame standartų biure, kuris šiuo metu žinomas kaip Nacionalinis standartų ir technologijos institutas. Šis mikroskopas veikia pagal principą, kad kairysis ir dešinysis pjezo tvarkyklės nuskaito viršūnę ir šiek tiek virš bandinio paviršiaus. Centrinis pjezo yra valdomas servo sistema, kad būtų palaikoma pastovi įtampa, o tai lemia nuoseklų vertikalų atskyrimą tarp galiuko ir paviršiaus. Elektronų daugiklis aptinka nedidelę tunelio srovės dalį, kuri yra išsklaidyta bandinio paviršiuje.