Kas ir atoma zonde?

Viens no svarīgākajiem atomu zondes mikroskopa aspektiem ir lidojuma laika spektroskopijas tehnoloģijas izmantošana. Šis paņēmiens mēra laika posmu, kurā atomam vai citiem objektiem ir nepieciešams pārvietoties pa noteiktu vidi. To var izmantot arī ar dažādiem enerģijas notikumiem, piemēram, elektromagnētiskajiem viļņiem. Mērķis ir noteikt ceļa ātrumu vai garumu un noteikt daļiņas vai citu parādību plūsmas ātrumu. Būtībā elektriskais lauks tiek izmantots, lai paātrinātu jonus vidē, kas var izmērīt kinētisko enerģiju un tiek izmantots ātruma noteikšanai.

Lauka jonu mikroskopija tiek izmantota arī atomu zondē kā analīzes paņēmiens. Tas identificē atomu attēlu un sastāvu objekta asā metāla gala virsmā. Rādiusam jābūt mazākam par 50 nanometriem, un tas jānovieto vakuuma kamerā ar ārkārtīgi zemu spiedienu. Tiek ievadīta attēlveidošanas gāze, piemēram, hēlijs vai neons, un tiek noteiktas kriogēnās temperatūras. Pēc elektriskā lauka iedarbināšanas joni kļūst pozitīvi uzlādēti un palielina gala sastāvu.

Viena no vismodernākajām šīs tehnoloģijas formām ir atomzondes tomogrāfija. Trīsdimensiju attēlu ģenerēšanai šajā procesā tiek izmantots pozīcijas jutīgs detektors. Šo tehnikas uzlabojumu, izmantojot lāzera impulsus, var izmantot, lai apskatītu citu materiālu komponentus, izņemot metālus. Dažus pusvadītāju materiālus, piemēram, silīciju vai citus izolācijas materiālus, var analizēt, izmantojot šo atomzondes tehnoloģijas metodi.

Atomu zondi galvenokārt izstrādāja vācu fiziķis Ervins Vilhelms Mullers 1967. gadā. Papildu zinātnieki, piemēram, JA Panits un S. Brūks Makleins toreiz paplašināja šo koncepciju. Tomēr tikai pēc lāzera impulsa atomu zondes komercializācijas 2005. gadā šī tehnoloģija kļuva ļoti izplatīta materiālu zinātnes jomā.