淺談激光隧道斷面儀
點(diǎn)擊次數(shù)：1128 更新時(shí)間：2023-05-25
在現(xiàn)代科技不斷推陳出新的時(shí)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(xiàng)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(jiǎng)。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(cè)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(duì)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(shì)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(gè)勢(shì)壘，并加上合適的電場(chǎng)或磁場(chǎng)，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(shí)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(duì)樣品進(jìn)行金屬鍍膜，避免了樣品的破壞和形貌失真，同時(shí)對(duì)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(jí)別的分辨率，這意味著其可以對(duì)物體表面進(jìn)行非常細(xì)致的探測(cè)，并獲取微小變化的信息。利用這一特點(diǎn)，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(cè)量。這種準(zhǔn)確測(cè)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(cè)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(duì)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(xiàng)技術(shù)可以為藥物研發(fā)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域提供強(qiáng)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?yàn)槠涓呔取⒏叻直媛屎蛷V泛應(yīng)用的特點(diǎn)，激光隧道斷面儀在當(dāng)代科技中扮演著一個(gè)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(shí)代，推動(dòng)了現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展。
