STM

STM (Scanning tunneling microscopy)

(Scanning tunneling microscopy)

Tipo di microscopia elettronica impiegata per osservare superfici solide a livello atomico. Sviluppato negli anni Ottanta del secolo scorso, il microscopio elettronico a scansione a effetto tunnel permette di ottenere immagini con risoluzioni altissime, dell’ordine di grandezza dei diametri atomici (risoluzione laterale: 0,1 nm; risoluzione assiale: 0,01 nm). Il microscopio STM si basa sul cosiddetto effetto tunnel, un effetto quanto-meccanico che permette una transizione impedita dalla meccanica classica: per es., una particella classica non può superare un ostacolo (barriera) se non ha l’energia necessaria per farlo. La meccanica quantistica, invece, prevede che una particella abbia una probabilità, se pur minima, di attraversare spontaneamente una barriera di altezza indefinita. Lo stesso ragionamento si può applicare agli elettroni dei solidi: la probabilità che uno o più elettroni possano superare, a un certo istante, la barriera di potenziale di superficie dei solidi non è nulla. Il microscopio a effetto tunnel è dotato di una punta di materiale (tungsteno, platino-iridio o anche oro) che, a una distanza di circa 10÷20 Å dalla superficie conduttrice di un solido, sente una corrente dovuta a un passaggio di elettroni dalla punta alla superficie del materiale (effetto tunnel). Il sistema di elettronica del microscopio controlla la posizione della punta in modo che la corrente di tunnel venga mantenuta costante; il movimento viene registrato e mostrato come immagine della topografia della superficie.

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