Юный техник 1988-03, страница 16

УДИВИТЕЛЬНО, НО ФАКТ!

ЕСЛИ ХОРОШЕНЬКО ПОЩУПАТЬ...

Закройте глаза и прикоснитесь пальцами к своему лицу. Нос, ямочки глаз, дуги бровей... Не очень удобно и привычно, но можно представить его очертания. Впрочем, есть люди, которые владеют осязанием просто великолепно. Их пальцы настолько чувствительны, что в состоянии изучить поверхность предметов гораздо тщательнее, чем глаза обычного человека.

А что, если попробовать применить такой же принцип в технике! — подумали швейцарские физики Г. Бинниг и Г. Рорер и... изобрели необычный «ощупывающий» микроскол.

В его распоряжении не пять пальцев, а всего одна тончайшая и остро заточенная вольфрамовая игла. Зато пользуется ею он просто великолепно — «нащупывает» не то, что шероховатости на поверхности предметов, но и более мелкие детали.

На исследуемую поверхность, например, кристалл кремния, и вольфрамовую иглу подают разность потенциалов. Теперь они противоположно заряжены. Вокруг любой заряженной поверхности витает нечто вроде «электронного облака» — часть свободных электронов постоянно вылетает из кристаллической решетки наружу, а израсходовав свою энергию, падают обратно. Если теперь сблизить кристалл и иглу так, чтобы их «электронные облака» соприкоснулись, некоторые электроны под действием разности потенциалов вместо того, чтобы вернуться, станут перелетать с одной поверхности на другую.

Этот электрическим ток очень неустойчив и зависит от расстояния между иглой и образцом. Стоит расстоянию увеличиться хотя бы на диаметр одного атома как величина тока резко — в 100 раз! — падает; стоит немного уменьшиться — ток мгновенно возрастает. Ес

Внешне микроскоп прост как будильник.

ли теперь плавно перемещать иглу над поверхностью, сохраняя при этом постоянство тока между ними, то игла будет приподниматься или опускаться следуя микроскопическому рельефу поверхности. По колебаниям иглы несложно построить графики этого рельефа.

Компьютер, управляющий работой всего микроскопа, за несколько проходов иглы накапливает необходимое количество информации и строит затем трехмерное изображение исследуемой поверхности.

Изобретатели назвали свое детище — сканирующий туннельный микроскоп (СТМ). Туннельный — потому что в нем используется туннельный эффект, сканирующий — от латинского слова «ска-нум» — «лазающий по поверхности». СТМ способен фиксировать даже отдельные атомы примесеи, случайно попавшие на поверхность исследуемого образца, иными словами, способен различать объекты величиной в 10 * см, что равносильно оптическому увеличению в 100 мпн. раз!

И. ЛАЛАЯНЦ 13