scanning tunneling microscope (STM) er mye brukt i både industriell og grunnleggende forskning for å oppnå atomskala bilder av metalloverflater. Det gir en tredimensjonal profil av overflaten som er svært nyttig for å karakterisere overflateruhet, observere overflatefeil og bestemme størrelsen og konformasjonen av molekyler og aggregater på overflaten. Eksempler på avansert forskning ved HJELP AV STM er gitt av nåværende studier i Elektronfysikkgruppen VED NIST og VED IBM Laboratories. Flere andre nylig utviklede scanning mikroskopier også bruke skanning teknologi utviklet FOR STM.elektronmolen forbundet med metallatomer på en overflate strekker seg en svært liten avstand over overflaten. Når en veldig skarp spiss – i praksis en nål som har blitt behandlet slik at et enkelt atom projiserer fra sin ende – bringes tilstrekkelig nær en slik overflate, er det et sterkt samspill mellom elektronmolen på overflaten og spissen av spissatomet, og en elektrisk tunnelstrøm strømmer når en liten spenning påføres. Ved separasjon av noen få atomdiametere øker tunnelstrømmen raskt etter hvert som avstanden mellom spissen og overflaten minker. Denne raske endringen av tunnelstrøm med avstand resulterer i atomoppløsning hvis spissen skannes over overflaten for å produsere et bilde.Russell D. Young, Fra National Bureau Of Standards, var den Første personen til å kombinere deteksjonen av denne tunnelstrømmen med en skanneenhet for å få informasjon om arten av metalloverflater. Instrumentet som han utviklet mellom 1965 og 1971, Topografiner, endret separasjonen mellom spissen og overflaten (z), slik at ved konstant spenning forblir tunnelstrømmen (eller ved konstant strøm, tunnelspenningen) konstant da spissen ble skannet over overflaten. X -, y-og z-koordinatene til spissen ble registrert. (For detaljer om design Og drift Av Topografiner, se referansene gitt i Bibliografien.) Det samme prinsippet ble senere brukt i scanning tunneling mikroskop. Den gjenværende barrieren for utviklingen av dette instrumentet var behovet for mer tilstrekkelig vibrasjonsisolering, for å tillate stabil posisjonering av spissen over overflaten. Dette vanskelige problemet i mekanisk design ble overvunnet gjennom Arbeidet Til Gerd Binnig Og Heinrich Rohrer, IBM Research Laboratory, Zurich, Sveits, som i 1986 delte Nobelprisen i Fysikk for deres oppdagelse av atomoppløsning i scanning tunneling mikroskopi. I sin kunngjøring av prisen anerkjente Det Kongelige Svenske Vitenskapsakademiet De banebrytende studiene Av Russell Young.

Bibliografi

R. D. Young, Rev. Sci. Instrum. 37, 275 (1966). R. D. Young, Fysikk I Dag 24, 42 (Nov. 1971). R. Young, J. Ward, Og F. Scire, Phys. Pastor Lett. 27, 922 (1971). R. Young, J. Ward, Og F. Scire, Rev. Sci. Instrum. 43, 999 (1972).