Download
1 / 10
110 likes | 266 Views
Smugsjá. Kynning 5.feb 2014 Hópur II Jakob Vigfússon Ingólfur Magnússon Jóhann G. Kröyer Gizurarson. Upphafið. Var fundin upp af Gerd Bining og Heinrich Rohre hjá IBM rannsóknarstofnuninni í Zürich í Sviss, snemma árs 1981.
E N D
Smugsjá Kynning 5.feb 2014Hópur IIJakob VigfússonIngólfur MagnússonJóhann G. Kröyer Gizurarson
Upphafið Var fundin upp af Gerd Bining og Heinrich Rohre hjá IBM rannsóknarstofnuninni í Zürich í Sviss, snemma árs 1981. Byggðu á reikningum Bardeen frá 1961 sem hafði skoðað tíma- háðu ,,pertubation theory“. Hlutu Nóbelsverðlaun sænsku vísindaakademíunnar árið 1986 í eðlisfræði fyrir framlag sitt. Smugsjáin býður upp á mun aukna upplausn (0,1 Å lóðrétt; 0,01 Å lárétt) miðað við rafeindasmásjá (~1nm), enda byggir hún á lögmáli sem á sér enga samlíkingu í eðlisfræði, bæði í klassískri Newtonískri eða í skammtafræði
Skammtasmug Ef stöðuorkuveggir í orkubrunni eru endanlegir (e. finite) gæti ögnin þá horfið úr brunninum þegar hreyfirorka hennar yrði jöfn eða hærri en stöðuorka veggsins? Árið 1928 uppgötvaði rússneski-bandaríski eðlisfræðingurinn Georgiy Antonovič Gamov, ásamt öðrum eftir að hafa skoðað sjálfgenga α sundrun úrankjarna. Útgeisluða α ögn (He2+) hafði eingöngu orku upp á 4 MeV á meðan reiknaður kúlombískur stöðuorkuveggur var 250 MeV. Helmingunartími: 4,51 ▪ 109 ár. Ögn í boxinu er α ögnin og stöðuorkuveggirnir eru rafstöðufrá- hrindikrafta annarra róteinda kjarnans. Skýrði þetta út með því að ögnin sem skammtafræðilegt fyrir- brigði gæti þetta vegna bylgjueiginleika sinna. Reyndist svo vera hárrétt hjá Gamov.
Líkurnar á skammtasmugi: V = stöðuorkuveggur/kraftar sem halda aftur afa = þykkt fræðilegs veggs. Jafnan segir að svo lengi sem V =∞ og a = ∞, eru alltaf ein-hverjar líkur á því að ögnin finnist fyrir utan orkubrunnin. Ergo, alltaf einhverjar líkur á því að ögn finnist fyrir utan boxið. Yfirleitt lágar nema að utankomandi orka komi inn í kerfið, samanber hár helmingunartími úrankjarna. Sést víða í efnafræðinni svo sem snúning staggered eða eclipse bygging etans í gasformi
Um smugsjár Fínni nál (oft úr W(s)) með míkróskópískt fínan odd þannig að ígildi einnar rafeindar sé á oddnum, er komið fyrir rétt fyrir ofan leiðandi sýni (málmyfirborð, dópaður hálfleiðari eða málm- húðaðu óleiðandi sýni). Fjarlægð nálar og yfirborðs sýnis eru nokkur atómþvermál.
Lítilli spennu komið á (mV – V) komið á milli nálar og sýnis. Við það myndast smugstraumur rafeinda frá nálinni á nanó- ampera skala. Því er nálin uppspretta smugrafeinda. Smugstraumurinn veltur á fjarlægð nálarinnar og hins leiðandi yfirborðs sem á að skanna, minnkar með aukinni fjarlægð. Tækið notast við afturverkunarrafrás (e. feedback circuit) til að stilla lóðrétta staðsetningu nálarinnar á fasta fjarlægð frá yfir- borði. Afturverkunarafrásin gefur spennuna og skynjar smug- straumin og breytir um leið spennu á þrýstirafskautinu sem stýrir nálinni sem skimar yfirborðið. Mikilvægi afturverkunarrafrásarinnar er því ekki síst að nálinn falli ekki í sýnið! Lykillinn að kortlaggningu er smugstraumurinn sem er mældur allan tímann. Atóm yfirborðsins sjást sem hólar og dalir.
Notkun Fd veira (130Å x 184 Å) Sexhyrningslögun grafíts(0001) (40 x 40 Å) Er notað til að skoða málma/hálfmálmayfirborð (t.d. hálfleiðara). Mikilvægt í efnisfræði. Hægt að nota í lífvísindum til að skoða. T.d. DNA, litninga, veirur o.s.frv.
Takk fyrir okkur! Heimildir:Unnar B. Arnalds(2002).Construction of a scanning tunneling microscope.M.Sc. ritgerð.HáskólíÍslands. Chang, Raymond.(2000). Physical Chemistry for the Chemical and Biological Sciences. 3rded. Unversity Science Books: Kalifornía, BNA.Garcia, R., Keller, D., Panitz, J. & Bear, D.G.(1989). Imaging of metal-coated biological samples by scanning tunneling microscopy. Ultramicroscopy, 27: 367 – 374.
