نتایج تحقیقات نظری دانشمندان اسپانیایی و جمهوری چک نشان می‌دهد که نقاط روشنی که در تصاویر STM نشان داده می‌شود ممکن است متعلق به فضاهای خالی باشد نه خود اتمها. این نتایج می‌توان به پاسخ این سوال قدیمی که آیا این روش‌های میکروسکوپی واقعا از اتمها تصویر می‌گیرد یا خیر، کمک شایانی کند.
نقاط روشن در تصاویر STM ممکن است فضای خالی باشد
نتایج تحقیقات نظری دانشمندان اسپانیایی و جمهوری چک نشان می‌دهد که نقاط روشنی که
در تصاویر STM نشان داده می‌شود ممکن است متعلق به فضاهای خالی باشد نه خود اتمها.
این نتایج می‌توان به پاسخ این سوال قدیمی که آیا این روش‌های میکروسکوپی واقعا از
اتمها تصویر می‌گیرد یا خیر، کمک شایانی کند.
فناوری نانو در دهه ۸۰ میلادی با توسعه میکروسکوپ‌هایی با قابلیت مشاهده مقیاس اتمی
متولد شد. یکی از این میکروسکوپ‌ها، STM است که می‌توان با آن فاصله میان اتمها را
مشاهده کرد. در این میکروسکوپ، نوک روی سطح قرار می‌گیرد و با اعمال ولتاژ میان نوک
و سطح، از سطح تصویر گرفته می‌شود. در این دستگاه با اندازه‌گیری ولتاژ یا جریان
میان نوک با سطح، تصویر ایجاد می‌شود.
پژوهشگران دانشگاه اتونوما دِ مادرید و اکادمی علوم جمهوری چک موفق شدند برهمکنش
میان نوک و نانولوله کربنی تک جداره و گرافیت را بررسی کنند. خواص مکانیکی و
الکترونیکی مواد مبتنی بر کربن، مانند فولرین یا گرافن، موجب شده است تا این مواد
کاربردهای وسیعی پیدا کنند. این گروه تحقیقاتی با استفاده از تئوری عاملی دانسیته (DFT)
توانستند نیروی برهمکنش میان نوک و نمونه را در یک محدوده بسیار کوچک و همچنین
برهمکنش وان‌دروالس را که محدوده‌ای بزرگتر دارد، را محاسبه کنند. نتایج این تحقیق
نشان داد که در منطقه نزدیک تماس، نقاط روشن در تصاویر نهایی STM به‌جای سایت های
اتمی، به محل‌های خالی تعلق دارد.
این یافته به محققان کمک می‌کند تا درک بهتری از مکانیسم‌های بنیادین در تصاویر STM
داشته باشند و در نهایت بتوانند نقص‌های موجود در نانوساختارهای کربنی را بهتر
بشناسند. چنین نقص‌هایی که شامل، عدم وجود یک اتم در ساختار نانولوله‌ها یا گرافن
است، نقش حیاتی در خواص الکترونیکی و مغناطیسی مواد بازی می‌کند. همچنین محققان می‌توانند
با استفاده از نتایج این تحقیق، نوک‌های پایدار و با قدرت تفکیک بالا برای
تصویربرداری انتخاب کنند، زیرا نوک‌های مختلف، برهمکنش‌های متفاوتی با سطح دارند.
این تیم تحقیقاتی با استفاده از همین روش به بررسی خواص الکترونیکی اپیتاکسیال
گرافن روی فلز پرداختند. نتایج محاسبات آنها نشان داد که نقص‌ها با حالت‌های
مغناطیسی در گرافن و گرافیت ارتباط دارند. این موضوع به‌صورت نظری پیش‌بینی شده بود
اما به‌صورت عملی هنوز به اثبات نرسیده است.
فیلیپ موریاتی از دانشگاه ناتینگهام می‌گوید این نتایج بسیار عالی هستند، تفسیر
تصاویر SPM گاهی بسیار دشوار هستند زیرا خود میکروسکوپ در فرآیند تشکیل تصویر نقش
بسیار مهمی دارد. تمام میکروسکوپیست‌هایی که با دستگاه SPM تصاویری با قدرت تفکیک
اتمی می‌گیرند می‌توانند از نتایج این پروژه استفاده کنند.
