درست همانگونه که از دستگاه سونار برای بررسی اعماق ناپیدای اقیانوس‌ها استفاده می‌شود، می‌توان با استفاده از میکروسکوپ تونل‌زنی روبشی از الکترون‌ها برای مطالعه ویژگی‌های پنهان شبکه اتمی فلزات بهره برد. حال محققانی از Gottingen، Halle، و Julich موفق به مشاهده سطوح فرمی مواد توده‌ای با استفاده از این روش شده‌اند.
استفاده از نانوسونار برای مطالعه درون مواد توده‌ای
درست همانگونه که از دستگاه سونار برای بررسی اعماق
ناپیدای اقیانوس‌ها استفاده می‌شود، می‌توان با استفاده از میکروسکوپ
تونل‌زنی روبشی از الکترون‌ها برای مطالعه ویژگی‌های پنهان شبکه اتمی فلزات
بهره برد. حال محققانی از Gottingen، Halle، و Julich موفق به مشاهده سطوح
فرمی مواد توده‌ای با استفاده از این روش شده‌اند. نتایج کار این محققان در
مجله Science منتشر شده است.
پروفسور استفان بلوگل، مدیر تحقیقات حالت جامد Julich
توضیح می‌دهد: «سطوح فرمی شخصیت فلزات را می‌سازد». ویژگی‌های مهمی همچون
رسانایی، ظرفیت حرارتی و ویژگی مغناطیسی فلزات توسط این سطوح تعیین
می‌شوند. روی سطوح فرمی درون توده اتمی، الکترون‌های با انرژی بالا در حرکت
هستند. بسته به شکل این سطوح و میزان تحرک الکترون‌ها در آن، ویژگی‌های
فیزیکی فلزات تغییر می‌کند.
این محققان در آخرین مقاله‌ای که منتشر کرده‌اند، چگونگی استفاده از
میکروسکوپ تونل‌زنی روبشی را برای هدایت الکترون‌ها به سمت یک نمونه مسی
توضیح داده‌اند. چون الکترون‌ها به صورت موج منتشر می‌شوند، از فلز عبور
کرده و توسط موانعی که در توده فلزی وجود دارند، همچون تک‌اتم‌های کبالت،
پخش و یا منعکس می‌شوند.
دکتر سمیر لونیس از موسسه Julich که محاسبات تئوری را به آزمایش‌های تجربی
تبدیل کرده است، می‌گوید: «همپوشانی میان موج‌های ورودی و خروجی آنچنان قوی
است که می‌توان با استفاده از میکروسکوپ تونل‌زنی روبشی ، آنها را به صورت
الگوهای کروی ایجاد شده در سطح اندازه گرفت».
این حلقه‌های سطحی که تا حدی تغییر شکل داده‌اند، این
امکان را ایجاد می‌کنند که شکل سطوح فرمی و عمق اتم‌های کبالت را تشخیص
دهیم (درست همانگونه که در دستگاه سونار از امواج صوتی برگشتی برای مطالعه
کف اقیانوس استفاده می‌شود) . لونیس توضیح می‌دهد: «امیدواریم استفاده از
روش‌های پیچیده‌تر این امکان را برای ما ایجاد کند تا درک دقیق‌تری از
ناخالصی‌های عمقی و سطوح تماس میان شبکه‌های اتمی به دست آوریم». این
محققان برای شبیه‌سازی آزمایش‌های تونل‌زنی روبشی از ابررایانه‌ای به نام
JUMP در مرکز ابرمحاسباتی Julich استفاده کردند.
در مقاله‌ای که در بخش Perspectives مجله Science منتشر شده است، این روش
نوآروانه تحسین شده است. از میکروسکوپ تونل‌زنی روبشی برای تعیین مشخصات
سطح نمونه‌ها استفاده می‌شود. حال به لطف کارهای تئوری انجام شده در
Julich، می‌توان از این ابزار برای مشاهده مستقیم توده مواد جامد استفاده
نموده و اثرات جالب دنیای نانو را درک کرد.
