原子力の顕微鏡検査およびスキャンのトンネルを掘る顕微鏡検査の技術を使用して Nanomanipulation

カバーされるトピック

背景

ミクロ以下システムの制御

原子力の顕微鏡検査

スキャンのトンネルを掘る顕微鏡検査 (STM)

背景

1959 の彼の有名な作業のリチャード Feynman は原子の処理の可能性について方法科学者推測し、生物学者は人類が目撃したあることがすばらしい技術的な、生物的回転をもたらしたいと思いました。 彼の有名な作業の Drexler は工学指定に従って元素原子を置くことができる分子小さい分子集合体装置を記述しました。 それは別のアセンブラーを製造する機能を所有し、各アセンブラーは労働力、分子ロボットの軍隊に終って幾度も複製します。 これらのアセンブリは非常に安いためにそして豊富の文化をもたらすために本当らしいです。 それは分子製造業の新しい時代の原因となります。 これらの機能と、ナノテクノロジーは潜在的な力になります。

アセンブラーによって、 1 つは望まれるように材料の特性を変更できます。 この処理は人々が人体で移動するかもしれない小さいロボットおよび見えない極度のコンピュータを構築することを可能にするかもしれません。 Drexler の自己アセンブリの夢が実現するために静かな年を取るかもしれない間、驚くべき進歩は原子力の顕微鏡およびスキャンのトンネルを掘る顕微鏡の開発を用いる理解の nanomaterials でなされました (STM)。 料金 (極性) の適切な選択を使うと、分離を見本抽出するために STM の先端とサンプル表面の間で、また先端で適用される電圧パルスの大きさそして持続期間を原子の単一の処理達成することができます。 ケイ素原子の上のタングステンの先端を置き、電圧をの適用することによって - 30 人の氏のための表面への 5.5 ボルト、ケイ素原子は表面から持ち上げることができます。 原子はまた持ち上がった後 redeposited できました。 従って電子マイクロ粒子、 nanotweezers およびマニピュレーターの出現で現実への変形の Feyman の投機。

ミクロ以下システムの制御

原子力の顕微鏡検査

原子の処理の nanoparticles そして可能性の小型はエンジニアおよび科学者の心の複数の不確実性を上げました。 彼の有名な講議の Feymann は電子顕微鏡の解像度の限定について悲観的でした。 彼は電子顕微鏡が百倍より強力 DNA のベースの RNA シーケンスの構造を直接観察できるためにだったことを望みました。 現代顕微鏡の解像度は副ナノメーターの範囲にあります。 400 の kV の加速の電圧および私達が今使用できる必要とする 0.1 nm の解像度の TEM。 従って原子力の顕微鏡の開発は物理的な現実に想像を変換し、原子スケールの物理的な観察を可能にしたので、革命家でした。 AFM は SPMs かスキャンのプローブの顕微鏡名づけられる器械の汎用クラスの 1 つです。 これらの装置はオングストロームの精密に分子の原子の画像を作ることができます。 主要特点は原子が正確に断固としたな位置に移動することができることです。 原子力の顕微鏡検査は組織的に空気か液体との 2 についての鋭い先端を移動することによって位層幾何学画像を生成します。 光学レンズは片持梁の偏向を測定します。 定位置敏感なダイオードはそれにより副ナノメーターの解像度を与える 1 nm 小さい事件レンズのビームの位置の変更を測定することができます。 Nanosize の先端は約 50 nm および 1 nm 広い長い作ることができます。 先端はケイ素から普通なされます。 解像度は 10-50 nm の順序であります。 他のイメージ投射モードは側面力の顕微鏡検査、磁気力の顕微鏡検査、スキャンの電気化学の顕微鏡検査およびパルス力の顕微鏡検査が含まれています。

スキャンのトンネルを掘る顕微鏡検査 (STM)

スキャンのトンネルを掘る顕微鏡検査は IBM チューリッヒの 1951 年に Binning そして Bohrer によって発明されました。 削られた行なう先端は使用され、バイアス電圧は先端とサンプル間で応用です。 トンネルを掘る流れはエネルギー障壁上の電子の動きによって作り出され、間隔を見本抽出するために先端と変わり作成し、 STM の画像使用されるシグナルです。 トンネルを掘ることのために、先端およびサンプルは両方コンダクターでなければなりません。 STM、また AFM は geo 項目生物的を可能にするおよび STM および AFM で作られるべき腐食の調査がある液体の環境システムに使用することができます。 研究者は近年装置、分子構造を測定し、処理するための nanotweezers をつかむ nanoscale を作成してしまいました。 nanoscope の最近の進展は nano レベルで材料および標本の処理をスキャン映像の顕微鏡検査の技術の事実上あらゆる面および大きい自由の前進に与えます。 ディスク遠心分離機による nanoparticle のサイジングそして統合の改善は最近報告されてしまいました。

一次著者: Zaki Ahmad 先生

ソース: 機械工学部、 Fahd University 石油及び鉱物の王

Date Added: Aug 24, 2006 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 09:32

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