סריקת מכשיר מיקרוסקופ מנהור

סריקת מיקרוסקופ מנהור (STM), סוג של מיקרוסקופ שעקרון פעולתו מבוסס על התופעה המכנית הקוונטית המכונה מנהור, בה התכונות הגליות של האלקטרונים מאפשרות להם "מנהרה" מעבר לפני השטח של מוצק לאזורים של חלל האסורים עליהם לפי הכללים. של הפיזיקה הקלאסית. ההסתברות למצוא אלקטרונים מנהורים כאלה פוחתת באופן אקספוננציאלי ככל שהמרחק מהשטח עולה. ה- STM עושה שימוש ברגישות קיצונית זו למרחק. קצהו המחודד של מחט טונגסטן ממוקם כמה מצבים משטח הדגימה. מתח קטן מופעל בין קצה הגשש למשטח, וגורם לאלקטרונים להתנקב מעבר לפער. כאשר הסורק נסרק על פני השטח, הוא רושם וריאציות בזרם המנהור, וניתן לעבד מידע זה כדי לספק תמונה טופוגרפית של פני השטח.

ה- STM הופיע בשנת 1981, כאשר הפיזיקאים השוויצרים גרד ביניג והיינריך רוהר התכוונו לבנות כלי לחקר המוליכות המקומית של משטחים. ביניג ורוהר בחרו במשטח הזהב לתמונתם הראשונה. כשהתמונה הוצגה על המסך של צג טלוויזיה, הם ראו שורות של אטומים מרווחים בדיוק וצפו בטרסות רחבות המופרדות על ידי מדרגות אטום אחד בגובה. ביניג ורוהר גילו ב- STM שיטה פשוטה ליצירת תמונה ישירה של המבנה האטומי של המשטחים. תגליתם פתחה עידן חדש למדעי השטח, והישגיהם המרשימים הוכרו בפרס נובל לפיזיקה בשנת 1986.