Geschiedenis van de Scanning Tunneling Microscope

click fraud protection

De scanning tunneling microscope of STM wordt veel gebruikt in zowel industrieel als fundamenteel onderzoek om atomaire schaalbeelden van metalen oppervlakken te verkrijgen. Het biedt een driedimensionaal profiel van het oppervlak en biedt nuttige informatie voor karakterisering oppervlakteruwheid, waarneming van oppervlaktedefecten en bepaling van de grootte en conformatie van moleculen en aggregaten.

Gerd Binnig en Heinrich Rohrer zijn de uitvinders van de scantunneling microscoop (STM). Uitgevonden in 1981, leverde het apparaat de eerste afbeeldingen van individuele atomen op de oppervlakken van materialen.

Gerd Binning en Heinrich Rohrer

Binnig werd samen met collega Rohrer bekroond de Nobel prijs in de natuurkunde in 1986 voor zijn werk in het scannen van tunnelmicroscopie. Geboren in Frankfurt, Duitsland in 1947, woonde Dr. Binnig J.W. Goethe University in Frankfurt en behaalde in 1973 een bachelordiploma en vijf jaar later in 1978 een doctoraat.

Datzelfde jaar sloot hij zich aan bij een natuurkunde-onderzoeksgroep bij het IBM Research Laboratory van IBM. Dr. Binnig werd van 1985 tot 1986 toegewezen aan het Almaden Research Center van IBM in San Jose, Californië en was van 1987 tot 1988 gastprofessor aan de nabijgelegen Stanford University. Hij werd in 1987 benoemd tot IBM Fellow en blijft onderzoeksmedewerker bij IBM's Zurich Research Laboratory.

instagram viewer

Dr. Rohrer, geboren in Buchs, Zwitserland in 1933, werd opgeleid aan het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie in Zürich, waar hij in 1955 zijn bachelordiploma behaalde en in 1960 promoveerde. Na postdoctoraal werk te hebben gedaan aan het Swiss Federal Institute en Rutgers University in de Verenigde Staten, trad Dr. Rohrer toe IBM's nieuw opgerichte Zurich Research Laboratory om onder andere Kondo-materialen en antiferromagneten. Vervolgens richtte hij zijn aandacht op het scannen van tunnelmicroscopie. Dr. Rohrer werd in 1986 benoemd tot IBM Fellow en was van 1986 tot 1988 manager van de afdeling Physical Sciences van het Zurich Research Laboratory. Hij ging in juli 1997 met pensioen en stierf op 16 mei 2013.

Binnig en Rohrer werden erkend voor het ontwikkelen van de krachtige microscopietechniek die een beeld vormt van individuele atomen op een metalen of halfgeleideroppervlak door de punt van een naald over het oppervlak te scannen op een hoogte van slechts enkele atomen diameters. Ze deelden de prijs met de Duitse wetenschapper Ernst Ruska, de ontwerper van de eerste elektronenmicroscoop. Verschillende scanmicroscopieën gebruiken de voor de STM ontwikkelde scantechnologie.

Russell Young en de Topografiner

Een soortgelijke microscoop, de Topografiner genaamd, is uitgevonden door Russell Young en zijn collega's tussen 1965 en 1971 bij het National Bureau of Standards, momenteel bekend als het National Institute of Standards en Technologie. Deze microscoop werkt volgens het principe dat de linker en rechter piëzo-drivers de punt over en iets boven het monsteroppervlak scannen. De centrale piëzo wordt bestuurd door een servosysteem om een ​​constante spanning te handhaven, wat resulteert in een consistente verticale scheiding tussen de punt en het oppervlak. Een elektronenvermenigvuldiger detecteert het kleine deel van de tunnelstroom dat door het monsteroppervlak wordt verstrooid.

instagram story viewer