مجهر مسح نفقي

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث

مجهر مسح نفقي (بالإنجليزية: scanning tunneling microscope (STM)) تبلغ قوة التكبير في مجهر مسح نفقي حوالي مئة مليون مرة، يتصل به حاسوب يعمل على تحليل المعلومات الواردة إليه ليظهر صورة العينة بأبعادها الثلاثة.

صورة مكبرة (سطح ذهب نقي 111)

فكرته[عدل]

يتحسس سن مجهر المسح النفقي (أحمر) ذرات سطح العينة (أزرق) الواحدة تلو الأخرى.

اخترع المجهر الماسح النفقي من جيرد بينيج وهاينريخ روهرير بغرض تصوير الذرات المنفردة على سطح معدن.[1] باستغلال ظاهرة النفق الكمومي.

وكان عام 1981 قفزة كبيرة حيث تمكن العالمان الألمانيان من تصوير ذرة بمفردها لمواد مختلفة. ويستخدم المجهر الماسح النفقي الحساسية الكبيرة للتخلل النفقي الكمومي مع للمسافة، حيث يتزايد التخلل النفقي طبقا للدالة الأسية الطبيعية كلما صغرت المسافة. فعندما يقترب سن المجهر من السطح الموصل بجهد كهربي فمن الممكن قياس المسافة بين السن وسطح العينة عن طريق قياس تيار الإلكترونات بين السن والسطح.

وتوجد ظاهرة الكهرباء الانضغاطية وهي ظاهرة تخص بعض الأجسام والبلورات تتغير مقاييسها عند مرور تيار كهربائي فيها.

وباستخدام قضيب له خاصية الانضغاطية الكهربائية لتشكيل سن المجهر الماسح النفقي فأمكن ضبط المسافة بين السن والسطح بتغير طول القضيب تلقائيا بحيث يصبح تيار الإلكترونات النفقي بينهما ثابتا. وبذلك يمكن تسجيل تغير الجهد الكهربي الموصل بالقضيب الانضغاطي الكهربائي واستخدامه لتصوير السطح الموصل.[2]

وصلت دقة المجاهر الماسحة النفقية الحديثة حالياً إلى 0.001 نانو متر، أي نحو 1% من قطر الذرة. [3]

استخداماته[عدل]

صورة مكبرة للجرافيت (أشباة الموصلات العضوية)
  • يستخدم مجهر مسح نفقي لرؤية مكونات الذرة.
  • دراسة تركيب بعض الجزيئات مثل : جزي DNA.

مبدأ عمله[عدل]

  • يستخدم الكترونات العينة نفسها بدلا من مصدر خارجي.
  • بعض هذة الإلكترونات الخاصة بالعينة تغادر سطحها وتشكل سحابة إلكترونية حول العينة.
  • تستخدم هذة السحابة الألكترونية كمصدر أشعاعي إلكتروني.
  • يقوم الحاسوب بتحليل المعلومات الواردة إليه.
  • وفي نهاية الأمر تظهر صورة مكبرة بأبعاد ثلاثية على شاشة الحاسوب.

اقرأ أيضا[عدل]

للمطالعة[عدل]

المراجع[عدل]

  1. ^ Taylor, J: Modern Physics, page 473. Prentice Hall, 2004.
  2. ^ Taylor, J: Modern Physics, page 475. Prentice Hall, 2004.
  3. ^ R. D. Knight, "Physics for Scientists and Engineers: With Modern Physics", pg 1310. Pearson Education, 2004.

وصلات خارجية[عدل]