Kaj je Atom Probe?

Atomska sonda je mikroskop z ločljivostjo za ogled in analizo atomsko velikih predmetov. Natančneje, atomska sonda se uporablja na področju znanosti o materialih, discipline, ki uporablja različne lastnosti snovi v drugih znanostih in inženirski industriji. Naprava omogoča znanstvenikom, da raziščejo molekularno strukturo na atomski ravni in določijo makroskopske lastnosti materialov. Uporabna fizika, kemija, nanoznanost in forenzični inženiring vsi uporabljajo instrument za identifikacijo značilnosti komponent, potrebnih za raziskovanje.

Eden od pomembnih vidikov atomskega sondnega mikroskopa je njegova uporaba tehnologije spektroskopije med letom. Ta tehnika meri časovni okvir, v katerem atom ali drugi predmeti potujejo skozi določen medij. Uporablja se lahko tudi z različnimi energetskimi dogodki, kot so elektromagnetno valovanje. Namen je določiti hitrost ali dolžino poti in določiti hitrost pretoka delca ali drugih pojavov. V bistvu se za pospeševanje ionov v mediju uporablja električno polje, ki lahko meri kinetično energijo in se uporablja za iskanje hitrosti.

Terenska ionska mikroskopija se uporablja tudi v atomski sondi kot tehnika za analizo. To identificira sliko in sestavo atomov na površini ostre kovinske konice predmeta. Polmer mora biti manjši od 50 nanometrov in nameščen v vakuumski komori z izjemno nizkim tlakom. Uvede se plin za slikanje, kot sta helij ali neon, medtem ko se vzpostavijo kriogene temperature. Ko se sproži električno polje, ioni postanejo pozitivno nabiti in povečajo sestavo konice.

Ena najnaprednejših oblik te tehnologije je tomografija z atomsko sondo. Pri tem se za ustvarjanje tridimenzionalnih slik uporablja detektor, občutljiv na položaj. To izboljšavo tehnike z uporabo laserskih impulzov je mogoče uporabiti za ogled komponent drugih materialov poleg kovin. Določene polprevodniške materiale, kot so silicij ali drugi izolacijski materiali, je mogoče analizirati s to metodo tehnologije atomske sonde.

Atomsko sondo je primarno zasnoval nemški fizik Erwin Wilhelm Muller leta 1967. Dodatni znanstveniki, kot sta JA Panitz in S. Brooks McLane, so takrat razširili koncept. Vendar pa je tehnologija postala zelo razširjena na področjih znanosti o materialih šele s trženjem laserske impulzne atomske sonde leta 2005.