Microscopi elettronici a scansione di sonda

Si presenta, in questo articolo, un video di animazione in realtà virtuale che illustra il funzionamento dei più evoluti microscopi non ottici, quali il microscopio a scansione (SEM), il microscopio ad effetto tunell (STM) ed il microscopio a forza atomica (FAM).
Nel microscopio elettronico a scansione ( SEM ) un fascio di elettroni colpisce il campione che si vuole osservare. Dal campione vengono emesse numerose particelle fra le quali gli elettroni secondari. Questi elettroni sono rilevati da uno speciale rivelatore e convertiti in impulsi elettrici.
Nel microscopio ad effetto tunell (STM) il funzionamento si basa sul concetto di effetto tunnel. Quando una punta conduttrice è portata molto vicino alla superficie da esaminare, un bias (differenza di tensione) applicata tra i due può permettere agli elettroni di realizzare un tunnel attraverso il vuoto tra di loro. La "corrente di tunneling" che ne risulta è in funzione della posizione della punta e della tensione applicata.
Il fenomeno fisico che sta alla base del funzionamento dei microscopi con sonda di scansione è la piezoelettricità, ovvero la proprietà che hanno alcuni materiali di elettrizzarsi quando sono deformati elasticamente e, viceversa, di deformarsi se assoggettati a un campo elettrico. Questa correlazione permette attraverso un meccanismo di retroazione, di guidare la sonda monoatomica lungo i dislivelli della superficie scansionata, restituendone la topografia ad altissima risoluzione.
Il video originale è una realizzazione di Arsenal (Trieste), effettuato con la consulenza scientifica ed i testi dell’Immaginario scientifico sempre di Trieste, e la collaborazione tecnica di APE Research.
Lo stesso video, riproposto di seguito, è solitamente proiettato nel Virtual Show Room presso il campus di Area Science Park a Padriciano (Trieste).



Fonte video: You tube ( Arsenal3D )