Otkriveno: Tehnologije ubrzanja mikroskopa
U povijesti modernog razvoja instrumenata, mikroskopska tehnologija brzo je napredovala s napretkom ljudske tehnologije, a znanstvena istraživanja i razvoj materijala također su gurnuti u neviđene male svjetove s izumom novih mikroskopskih tehnologija. Mikroskopija atomske sile može se primijeniti u raznim područjima istraživanja, uključujući polimerne materijale, optoelektroničke materijale, nanomaterijale, biomaterijale itd. Osim toga, njezine sonde također mogu poslužiti kao alati za manipulaciju površinskih atoma ili molekula, pružajući širi prostor za znanstveno istraživanje i maštu.
Prema izvješćima, fizičar sa Sveučilišta Cornell Keith Schwab upotrijebio je mjernu metodu u nanoelektronici za stvaranje skenirajućeg tunelskog mikroskopa koji može uhvatiti slike pojedinačnih atoma na površini brzinom najmanje 100 puta većom od postojećih mikroskopa. Skenirajući tunelski mikroskop može koristiti sposobnost kvantnog tuneliranja ili tuneliranja elektrona kroz prepreke za mjerenje udaljenosti između igličastog detektora i vodljive površine.
Istraživači su dodali dodatni izvor radio frekvencije i poslali val u skenirajući tunelski mikroskop kroz jednostavnu mrežu. Otkrili su da mogu koristiti karakteristiku reflektiranja vala prema izvoru za otkrivanje otpora tunelskog spoja. Ova se tehnologija naziva tehnologija reflektometra, koja koristi standardne kabele kao visoko-frekventne valne kanale i ne usporava zbog ograničenja kapaciteta kabela. Na uzorak je primijenjen mali napon, pomičući detektor na položaj samo nekoliko angstrema iznad površine uzorka.
Treba napomenuti da idealan skenirajući tunelski mikroskop može prikupljati podatke brzinom koja je jednaka brzini zadržavanja elektrona koji prolaze kroz tunel, dosežući brzinu od jednog gigaherca ili propusnost od jedne milijarde ciklusa u sekundi. Međutim, tipični skenirajući tunelski mikroskop ograničen je kapacitetom kabela strujnog kruga za čitanje ili pohranom energije, a njegova brzina je posebno spora, oko 1 kHz ili čak i manje.
Vrijedno je spomenuti da stručnjaci sugeriraju da ova tehnologija također ima potencijal za proizvodnju termometara na atomskoj razini. Čvrsto vjeruju da će za 10 godina postojati velik broj RF skenirajućih tunelskih mikroskopa koje ljudi mogu koristiti za razne velike pokuse. Izum mikroskopije atomske sile dao je znanstvenoj zajednici neviđene analitičke sposobnosti, čineći otkrivanje i manipulaciju atoma i molekula na materijalnim površinama više ne samo snom.
