A ferramenta que ajuda os cientistas a imagem e os átomos e moléculas é chamado de microscópio de tunelamento de varredura (STM) .
Aqui está como funciona:
*
Tunelamento quântico: O STM depende de um fenômeno chamado tunelamento quântico. Os elétrons podem "túneis" através de uma pequena lacuna, mesmo que não tenham energia suficiente para pular sobre ela de forma clássica.
*
Dica afiada: Um STM usa uma ponta muito nítida, geralmente feita de metal como tungstênio ou platina. Esta dica é trazida extremamente perto da superfície da amostra que está sendo estudada.
* Viés de tensão
: Uma pequena tensão é aplicada entre a ponta e a amostra. Isso cria uma corrente elétrica que flui entre a ponta e a amostra, devido ao tunelamento quântico.
*
digitalização: A ponta é então movida através da superfície da amostra, linha por linha, em um padrão raster.
*
altura e corrente: À medida que a ponta digitaliza, a força da corrente de tunelamento muda com a distância entre a ponta e os átomos da superfície. Essa mudança na corrente é usada para mapear a topografia da superfície e criar uma imagem.
Recursos -chave: * Resolução atômica: O STM pode atingir a resolução atômica, o que significa que pode mostrar átomos e moléculas individuais.
*
Sensibilidade da superfície: É altamente sensível à estrutura da superfície dos materiais.
*
Versátil: O STM pode ser usado para estudar uma ampla gama de materiais, incluindo metais, semicondutores e moléculas biológicas.
Outras técnicas: Embora o STM seja uma ferramenta poderosa para imagens no nível atômico, existem outras técnicas usadas para estudar átomos e moléculas:
* Microscopia eletrônica de transmissão (TEM): Usa um feixe de elétrons para criar imagens de amostras muito finas.
* Microscopia de força atômica (AFM): Mede as forças entre a ponta e a superfície da amostra.
* Cristalografia de raios X: Usa raios-X para determinar a estrutura tridimensional das moléculas.
Essas técnicas, juntamente com o STM, fornecem aos cientistas ferramentas essenciais para explorar o mundo microscópico de átomos e moléculas.
