Mikroskop Atomic de Broglie - Atomic de Broglie microscope

Przedstawiony przyrząd wykonuje mikroskopię sił atomowych w celu pomiaru właściwości powierzchni i obrazowania płytek półprzewodnikowych, masek litograficznych, nośników magnetycznych, płyt CD / DVD, biomateriałów, optyki i wielu innych próbek. Naukowiec po lewej pracuje dla Centrum Materiałów Nanoskali w Argonne National Laboratory.

Atomowy de Broglie mikroskop (również nanoscope atomowych , obojętny mikroskopu belka lub skaningowej mikroskopii helu przy hel stosuje się jako atom sond) jest to system przetwarzania obrazu, które ma w zamierzeniu zapewnić rozdzielczość w nanometrów skalę. Czasami ludzie nazywają to nano-zakresem.

Historia

Rozdzielczość mikroskopów optycznych jest ograniczona do kilkuset nanometrów przez właściwości falowe światła.

Idea obrazowania za pomocą atomów zamiast światła jest szeroko dyskutowana w literaturze od ubiegłego wieku. Optyka atomowa wykorzystująca atomy neutralne zamiast światła może zapewnić rozdzielczość tak dobrą jak mikroskop elektronowy i być całkowicie nieniszcząca, ponieważ krótkie długości fal rzędu nanometrów mogą być realizowane przy niskiej energii sondowanych cząstek. „Wynika z tego, że możliwy jest mikroskop helowy o rozdzielczości nanometrycznej. Mikroskop z atomem helu będzie [] unikalnym, nieniszczącym narzędziem do mikroskopii refleksyjnej lub transmisyjnej”.

Skupianie neutralnych atomów

Obecnie systemy obrazowania atomowo-optycznego nie konkurują z mikroskopią elektronową i różnymi typami sond bliskiego pola . Głównym problemem optyki wiązek atomowych dla systemu obrazowania jest element ogniskujący. Nie ma materiału przezroczystego dla wiązki atomów o niskiej energii. Zaproponowano płytkę ze strefą Fresnela i zanikającą soczewkę polową , a także różne lustra atomowe . Takie zwierciadła wykorzystują odbicie kwantowe przez potencjalne ogony Casimira – van der Waalsa .

Lustra prążkowane

Ostatnio wydajność półprzewodnikowych zwierciadeł atomowych została znacznie zwiększona dzięki tak zwanym zwierciadłom prążkowanym (lub zwierciadłom dyfrakcyjnym Fresnela ). Lustrzane odbicie o fali atomowej ze pofałdowanej lustro może być interpretowany jako przestrzennego efektu Zeno . Przy odpowiednim elipsoidalnym profilu lustra takiego można by użyć do ogniskowania wiązki atomowej w plamce o wielkości kilkudziesięciu nanometrów; rozpraszanie atomów z tego miejsca daje obraz obiektu, jak w skaningowym mikroskopie konfokalnym , skaningowym mikroskopie elektronowym , czy w mikroskopie z sondą skanującą .

Schemat przedstawiony na rysunku jest jedną z możliwości. Podobny schemat znajduje się na stronie głównej Uniwersytetu w Cambridge; zobacz tam dodatkową listę referencji. Taki system obrazowania można również zrealizować za pomocą systemów holograficznych , dyfrakcyjnych Fresnela i fal zanikających . Niektóre z takich systemów mogą stać się konkurencyjne w stosunku do uznanych metod wizualizacji i pomiarów nanoobiektów. Zobacz przegląd na Nanowiki ( Nanotechnologia ).

Zobacz też

Bibliografia