Kỹ thuật tăng tốc cho kính hiển vi
Trong lịch sử phát triển dụng cụ hiện đại, công nghệ kính hiển vi đã không ngừng phát triển nhanh chóng cùng với sự tiến bộ của công nghệ con người. Nghiên cứu khoa học và phát triển vật liệu cũng được đẩy tới một thế giới thu nhỏ chưa từng có với việc phát minh ra các công nghệ vi mô mới. Kính hiển vi lực nguyên tử có thể được áp dụng trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu khác nhau, bao gồm vật liệu polymer, vật liệu quang điện tử, vật liệu nano, vật liệu sinh học, v.v. Ngoài ra, đầu dò của nó còn có thể đóng vai trò là công cụ để thao tác các nguyên tử hoặc phân tử bề mặt, mang lại không gian rộng hơn cho nghiên cứu khoa học và trí tưởng tượng.
Theo báo cáo, nhà vật lý Keith Schwab của Đại học Cornell đã sử dụng một phương pháp đo lường trong điện tử nano để tạo ra kính hiển vi quét đường hầm, có thể chụp ảnh từng nguyên tử trên bề mặt. Tốc độ của nó nhanh hơn ít nhất 100 lần so với kính hiển vi hiện có. Kính hiển vi quét đường hầm có thể sử dụng khả năng tạo đường hầm lượng tử hoặc các electron để vượt qua chướng ngại vật xuyên qua các đường hầm để đo khoảng cách giữa máy dò kim và bề mặt dẫn điện.
Các nhà nghiên cứu đã bổ sung thêm một nguồn sóng RF và đưa sóng vào kính hiển vi quét đường hầm thông qua một mạng đơn giản. Họ phát hiện ra rằng họ có thể phát hiện điện trở của điểm nối đường hầm bằng cách sử dụng các đặc tính phản xạ của sóng đối với nguồn sóng. Công nghệ này được gọi là công nghệ phản xạ kế, sử dụng cáp tiêu chuẩn làm kênh tần số cao và không bị chậm lại do hạn chế về dung lượng cáp. Và một điện áp nhỏ được đặt vào mẫu, di chuyển máy dò chỉ cách bề mặt mẫu một vài angstrom.
Cần lưu ý rằng một kính hiển vi quét đường hầm lý tưởng có thể thu thập dữ liệu ở tốc độ tương đương với đường hầm điện tử, với tốc độ lên tới 1000 megahertz hoặc băng thông 1 tỷ chu kỳ mỗi giây. Tuy nhiên, kính hiển vi quét đường hầm thông thường bị giới hạn bởi dung lượng của cáp mạch đọc hoặc bộ lưu trữ năng lượng và tốc độ của nó đặc biệt chậm, khoảng 1 kHz hoặc thậm chí ít hơn.
Điều đáng nói là các chuyên gia đã chỉ ra rằng công nghệ này còn có tiềm năng chế tạo nhiệt kế cấp nguyên tử. Chúng tôi tin chắc rằng trong 10 năm tới, sẽ có một số lượng lớn kính hiển vi quét đường hầm RF mà mọi người có thể sử dụng để tiến hành nhiều thí nghiệm lớn khác nhau. Việc phát minh ra kính hiển vi lực nguyên tử đã mang đến cho cộng đồng khoa học những khả năng phân tích chưa từng có, khiến việc phát hiện và thao tác các nguyên tử, phân tử trên bề mặt vật chất không còn chỉ là giấc mơ.
