Quan sát thế giới nguyên tử nhỏ bé như thế nào?

Khác với phương pháp nhiễu xạ, một loại khí cụ kiểu mới khác gọi là kính hiển vi điện tử chui hầm quét lợi dụng hiệu ứng chui hầm lượng tử của electron giữa nguyên tử, làm cho người “nhìn” thấy nguyên tử của bề mặt vật liệu một cách tương đối trực quan, và có thể dịch chuyển, điều khiển những nguyên tử ấy. Trong hiệu ứng chui hầm lượng tử. dòng điện chui hầm và khoảng cách giữa các nguyên tử có mối quan hệ nương tựa hết sức nhạy cảm. Khi dùng mũi kim chỉ có một nguyên tử trên một đỉnh đầu xê dịch trên mặt vật liệu, dòng điện chui hầm giữa mũi kim và vật liệu gắn liền với quá trình thay đổi nhảy vọt của electron ở giữa nguyên tử đỉnh đầu mũi kim và một nguyên tử nào đó trên mặt vật liệu, qua đó có thể nhận ra nguyên tử đơn lẻ của bề mặt vật liệu.

Ưu điểm của kính hiển vi điện tử chui hầm quét là có thể quan sát kết cấu sắp xếp nguyên tử của bề mặt vật liệu một cách tương đối trực tiếp. Chẳng những nó dùng thích hợp với vật liệu tinh thể, cũng có thể dùng vào việc nghiên cứu bề mặt vật liệu đa tinh thể và vô định hình, song với tiền đề là vật liệu phải dẫn điện. Tuy nhiên, kính hiển vi điện tử chui hầm quét không “nhìn” thấy nguyên tử ở sâu bên trong vật liệu.

Từ khoá: Kết cấu sắp xếp nguyên tử; Kính hiển vi điện tử; Kính hiển vi điện tử chui hầm quét; Hiệu ứng chui hầm điện tử.