Voici comment cela fonctionne:
* tunneling quantique: STM s'appuie sur un phénomène appelé tunneling quantique. Les électrons peuvent "tunnel" par un petit écart, même s'ils n'ont pas assez d'énergie pour le sauter classiquement.
* Astuce tranchante: Un STM utilise une pointe très nette, généralement faite d'un métal comme du tungstène ou du platine. Cette pointe est très proche de la surface de l'échantillon étudié.
* biais de tension: Une petite tension est appliquée entre la pointe et l'échantillon. Cela crée un courant électrique qui circule entre la pointe et l'échantillon, en raison de la tunneling quantique.
* scanne: La pointe est ensuite déplacée sur la surface de l'échantillon, ligne par ligne, dans un motif raster.
* Hauteur et courant: Au fur et à mesure que la pointe scanne, la force du courant de tunneling change avec la distance entre la pointe et les atomes de surface. Ce changement de courant est utilisé pour cartographier la topographie de la surface et créer une image.
Caractéristiques clés:
* Résolution atomique: Le STM peut atteindre la résolution atomique, ce qui signifie qu'elle peut montrer des atomes et des molécules individuels.
* Sensibilité de surface: Il est très sensible à la structure de surface des matériaux.
* polyvalent: Le STM peut être utilisé pour étudier un large éventail de matériaux, y compris les métaux, les semi-conducteurs et les molécules biologiques.
Autres techniques:
Bien que STM soit un outil puissant pour l'imagerie au niveau atomique, d'autres techniques sont utilisées pour étudier les atomes et les molécules:
* Microscopie électronique à transmission (TEM): Utilise un faisceau d'électrons pour créer des images d'échantillons très minces.
* Microscopie à force atomique (AFM): Mesure les forces entre la pointe et la surface de l'échantillon.
* Crystallographie aux rayons X: Utilise des rayons X pour déterminer la structure tridimensionnelle des molécules.
Ces techniques, ainsi que STM, fournissent aux scientifiques des outils essentiels pour explorer le monde microscopique des atomes et des molécules.
