محققان آلمانی با استفاده از ترکیب دو روش میکروسکوپ تماس نقطهای کوانتومی (QPCM) و میکروسکوپ تونل زنی روبشی موفق به بررسی و مطالعه سطح شدند. با این روش اطلاعات بیشتری از سطح بهدست میآید.
میکروسکوپی مبتنی بر نقطه تماس کوانتومی برای مطالعه سطح
پژوهشگران موسسه ماکس پلانک در اشتوتگارت آلمان موفق به توسعه روش میکروسکوپی بهنام
میکروسکوپ تماس نقطهای کوانتومی (QPCM) شدند. در این روش یک اتم میان نوک و سطح
قرار میگیرد که با این کار میتوان از اتم منفرد تصویر گرفت. با این روش میتوان
انتقال کوانتومی را نیز مورد مطالعه قرار داد.
روشی که این تیم تحقیقاتی ارائه کردهاند ترکیب QPCM و STM در دمای پایین، ۶ درجه
کلوین، وخلاء است. STM معمولا در هدایتهایی کمتر از کوانتوم هدایت ( یک واحد
کوانتایز هدایت است که با G0 نشان داده میشود) کار میکند، QPCM نیز در هدایتهایی
تا چند” کوانتا هدایت” عمل میکند. چالش پیش رو این است که طراحی این سیستم به شکلی
صورت گیرد که در طول تصویربرداری پیکربندی اتمی در نقطه تماس پایدار باقی بماند این
درحالی است که در این نقطه فشار زیادی حاکم است بنابراین پیکربندی اتمی به کوچکترین
اختلال مکانیکی حساس بوده و میتواند با آن تغییر کند. از آنجایی که مقدار فشار در
نوک میکروسکوپ STM کمتر از QPCM است بنابراین اهمیت این فشار در STM نیز بهمراتب
کمتر خواهد بود.
پیش از این یک گروه تحقیقاتی در دانشگاه کیل آلمان موفق به قرار دادن اتم منفرد در
نقطه تماسی در سطح فلز نجیب شده بودند و آن را با STM مورد مطالعه قرار دادند. در
این پروژه محققان دریافتند که نوک میکروسکوپ STM میتواند تاثیر زیادی روی پایداری
تماس اتمی داشته و کیفیت تصویر را در QPCM بهبود ببخشد.
زانگ، از محققان این پروژه، میگوید که خود روش QPCM روش کاملا جدیدی نیست. این کار
توسط محققان NIST در سال ۲۰۰۴ انجام شده بود. آنها دو اتم را با استفاده از نوک STM
دستکاری کرده و با استفاده از QPCM از آن تصویر گرفتند. اما کاری که ما انجام دادیم
تا حدی متفاوت است. ما سطح طلا (۱۱۱) را با QPCM مطالعه کردیم و دریافتیم که ترکیب
شیمیایی سطح و تجمع سطحی اتمها میتواند روی انتقال بار از نقطه تماس تاثیرگذار
باشد.
این گروه بهدلیل استفاده از مود ارتفاع ثابت، توانستند کار تفسیر تصاویر را تسهیل
کرده و با این کار نقش سیستم کنترل کننده نوک میکروسکوپ را کم رنگ کنند. نتایج کار
آنها نشان داد که QPCM اطلاعات بیشتری نسبت به STM در اختیار محققان قرار میدهد.
بنابراین QPCM ابزار مناسبی برای مطالعات سطح است. با این حال هنوز جا برای بهبود
این سیستم وجود دارد. این گروه تحقیقاتی قصد دارد در گام بعد به مطالعه حالتها
الکترونی سطح با این روش بپردازد.
