دستگاه میکروسکوپ تونل زنی روبشی | Scanning Tunneling Microscope 

میکروسکوپ تونلی روبشی (Scanning Tunneling Microscope – STM) بر اساس روبش سطح رسانا به‌ وسیله نوک بسیار باریک (در حد چند نانومتر) و تغییر در میزان جریان عبوری برحسب فاصله کار می‌کند. با این میکروسکوپ می‌توان نحوه آرایش اتم‌ها در سطح شبکه را به تصویر کشید.

 

از میکروسکوپ تونلی روبشی می‌توان برای ساخت اتم به اتم اشیاء (دست کاری اتمی) نیز استفاده کرد. برای این منظور از سوزن‌های بسیار تیز استفاده می‌شود.

 

میکروسکوپ تونلی روبشی با تنظیم ارتفاع سوزن با اتم مورد نظر و کنترل جریان تونلی، می‌تواند اتم را از سطح نمونه جدا کرده و به مکان مورد نظر انتقال دهد و یا روی سطح نمونه جابجا کند. در حالت جابجایی سطحی، اتم جذب شده به نوک سوزن از سطح جدا نشده و فقط در سطح نمونه به صورت افقی حرکت داده می‌شود.

 

اولین میکروسکوپ تونلی روبشی در سال ۱۹۸۲ توسط بنیگ (G. Bennig) و روهرر (H. Rohrer) در آزمایشگاه تحقیقاتی شرکت IBM شهر زوریخ سوئیس اختراع شد و جایزه نوبل فیزیک در سال ۱۹۸۶ برای این اختراع اختصاص یافت.

 

مبنای تشکیل تصویر در میکروسکوپ تونلی روبشی جریان الکتریکی ایجاد شده بین سوزن و سطح نمونه است، بنابراین نمونه و سوزن باید هادی الکتریسیته باشند.

 

به طور کلی STM، شامل نگهدارنده نمونه، سوزن و مجموعه مرتبط با آن، کنترل‎کننده الکترونیکی، رایانه کنترل‎کننده الکترونیکی و نرم‎افزار برای پردازش تصویر است.

 

این میکروسکوپ‎ ها در بازه وسیعی از بزرگنمایی‎ها از 10³ تا 10⁹ در جهات X,Y وZ، برای تصویربرداری و ایجاد تصویر از مقیاس میکرو تا ابعاد اتمی با رزولوشن بالا یا به عنوان ابزار طیف‌نگای استفاده شده‎اند.