Tunnelmikroskop, mikroskop som kan vise overflatestrukturer med atomær oppløsningsevne for ledere og halvledere.

Når to ledende materialer føres mot hverandre, kan det normalt ikke overføres elektroner mellom dem. Årsaken er at det er en energibarriere som elektronene ikke kan passere. Hvis avstanden blir tilstrekkelig liten, ca. 0,001 μm, kan elektronene passere gjennom denne barrieren. Dette kalles tunneleffekt og er et rent kvantefysisk fenomen.

I tunnelmikroskopet utgjør den prøven som skal undersøkes den ene elektroden. Den andre elektroden er gjerne en wolframtråd som har en meget tynn («atomær») spiss (tykkelse svarende til 1–2 metallatomer). Potensialforskjellen mellom nålen og overflaten er noen volt, og strømmen avtar eksponensielt med avstanden. Spissen kan beveges meget presist ved å benytte spenningen på 3 piezoelektriske stenger. F.eks. kan en typisk spenning på 0,1 volt gi en bevegelse på 0,1 nm (nanometer) (10−8 cm). Tunnelstrømmen holdes konstant ved et elektronisk tilbakekoblingssystem som kontrollerer spissens stilling i vertikalplanet.

I sveiptunnelmikrosopet beveges spissen sidelengs og man får avbilding av overflaten med atomær oppløsning. Det er høydeavlesningen som gir en topografisk avbilding av overflaten, og dette kobler man gjerne sammen med spektroskopisk informasjon til et kjemisk–geometrisk bilde av overflaten. Avstandsforandringer på en atomdiameter gjør at tunnelstrømmen kan variere med en faktor 1000. En avstand på 10 cm kan på et bilde svare til en avstand på 1 nm på overflaten, dvs. en forstørrelse på 100 millioner.

Tunnelmikroskopet ble oppfunnet i 1978 av G. Binning og H. Rohrer ved IBM-laboratoriet i Zürich. For denne oppfinnelsen ble de tildelt Nobelprisen i fysikk for 1986.

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål om eller kommentarer til artikkelen?

Kommentaren din vil bli publisert under artikkelen, og fagansvarlig eller redaktør vil svare når de har mulighet.

Du må være logget inn for å kommentere.