淺談激光隧道斷面儀
點擊次數(shù)：872 更新時間：2023-05-25
在現(xiàn)代科技不斷推陳出新的時代背景下，一種名為激光隧道斷面儀的設(shè)備開始逐漸被人們所熟知。這項技術(shù)起初由德國科學(xué)家ErnstRuska于1986年提出，并于1991年被授予了諾貝爾物理學(xué)獎。激光隧道斷面儀的原理是利用量子力學(xué)中的隧道效應(yīng)，通過掃描電鏡和激光技術(shù)，將樣品表面的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行高清晰度成像，并測量其形貌參數(shù)。它的應(yīng)用范圍非常廣泛，可以應(yīng)用于材料科學(xué)、生命科學(xué)、半導(dǎo)體器件制造等領(lǐng)域。而本文將對這一神奇的設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)介紹。
激光隧道斷面儀的工作原理基于量子力學(xué)的隧道效應(yīng)，即在某些特定條件下，粒子可以穿過勢壘，呈現(xiàn)出“穿墻”現(xiàn)象。因此，只要在樣品與探針之間建立一個勢壘，并加上合適的電場或磁場，就能夠通過探針感應(yīng)到樣品表面的微觀結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)高分辨率成像。與傳統(tǒng)的掃描電鏡相比，激光隧道斷面儀不需要對樣品進(jìn)行金屬鍍膜，避免了樣品的破壞和形貌失真，同時對于非導(dǎo)體材料也能夠進(jìn)行高質(zhì)量成像。
激光隧道斷面儀還具有高的精度和分辨率，通常可以達(dá)到亞納米級別的分辨率，這意味著其可以對物體表面進(jìn)行非常細(xì)致的探測，并獲取微小變化的信息。利用這一特點，科學(xué)家們可以通過激光隧道斷面儀將樣品表面中出現(xiàn)的小缺陷、晶粒尺寸等微觀信息進(jìn)行高清晰度的成像和測量。這種準(zhǔn)確測量的技術(shù)在半導(dǎo)體器件制造以及微電子工程領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，為這些領(lǐng)域提供了高精度的測試手段和質(zhì)量保障。
除此之外，激光隧道斷面儀還在生命科學(xué)領(lǐng)域有著很大的應(yīng)用前景。通過對生物分子的成像，科學(xué)家可以了解分子間的相互作用，以及分子結(jié)構(gòu)、組成等方面的信息。這項技術(shù)可以為藥物研發(fā)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域提供強有力的支持，為解決一些重大生命科學(xué)問題提供便利。
正因為其高精度、高分辨率和廣泛應(yīng)用的特點，激光隧道斷面儀在當(dāng)代科技中扮演著一個非常重要的角色。它開創(chuàng)了材料科學(xué)和生命科學(xué)的新時代，推動了現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展。
