Skanningstunnelmikroskopet eller STM används ofta i både industriell och grundläggande forskning för att erhålla bilder i atomskala av metallytor. Den ger en tredimensionell profil av ytan och ger användbar information för karakterisering ytjämnhet, observera ytdefekter och bestämma storleken och konformationen av molekyler och aggregat.
Gerd Binnig och Heinrich Rohrer är uppfinnarna av skanningstunnlarna mikroskop (STM). Uppfanns 1981 gav enheten de första bilderna av enskilda atomer på materialytorna.
Gerd Binning och Heinrich Rohrer
Binnig, tillsammans med kollegan Rohrer, prisades Nobelpriset i fysik 1986 för sitt arbete med scanning tunneling microscopy. Dr. Binnig föddes i Frankfurt, Tyskland 1947, och gick på J.W. Goethe-universitetet i Frankfurt och fick en kandidatexamen 1973 samt en doktorsexamen fem år senare 1978.
Han gick med i en fysikforskningsgrupp vid IBMs forskningslaboratorium i Zürich samma år. Dr. Binnig tilldelades IBM: s Almaden Research Center i San Jose, Kalifornien från 1985 till 1986 och var gästprofessor vid det närliggande Stanford University från 1987 till 1988. Han utsågs till IBM Fellow 1987 och är fortfarande forskningsanställd vid IBM: s Zurich Research Laboratory.
Dr. Rohrer föddes i Buchs, Schweiz 1933, och utbildades vid Swiss Federal Institute of Technology i Zürich, där han tog sin kandidatexamen 1955 och sin doktorsexamen 1960. Efter att ha gjort postdoktoralt arbete vid det schweiziska federala institutet och Rutgers University i USA, anslöt Dr. Rohrer IBMs nybildade Zurich Research Laboratory för att studera -- bland annat -- Kondo material och antiferromagneter. Han vände sedan sin uppmärksamhet mot scanning tunnelmikroskopi. Dr. Rohrer utsågs till IBM Fellow 1986 och var chef för Fysiska vetenskapsavdelningen vid Zürich Research Laboratory från 1986 till 1988. Han gick i pension från IBM i juli 1997 och gick bort den 16 maj 2013.
Binnig och Rohrer erkändes för att ha utvecklat den kraftfulla mikroskopitekniken som bildar en bild av enskilda atomer på en metall- eller halvledaryta genom att skanna spetsen av en nål över ytan på en höjd av bara några få atomer diametrar. De delade priset med den tyske forskaren Ernst Ruska, designern av första elektronmikroskopet. Flera scanningsmikroskoper använder den scanningsteknologi som utvecklats för STM.
Russell Young och topografineren
Ett liknande mikroskop kallat Topografiner uppfanns av Russell Young och hans kollegor mellan 1965 och 1971 vid National Bureau of Standards, för närvarande känd som National Institute of Standards and Teknologi. Detta mikroskop fungerar enligt principen att de vänstra och högra piezodrivrutinerna skannar spetsen över och något ovanför provets yta. Mittpiezon styrs av ett servosystem för att upprätthålla en konstant spänning, vilket resulterar i en konsekvent vertikal separation mellan spetsen och ytan. En elektronmultiplikator upptäcker den lilla del av tunnelströmmen som sprids av provets yta.