تقنيات تسريع المجاهر
في تاريخ تطوير الأجهزة الحديثة، تطورت التكنولوجيا المجهرية باستمرار بسرعة مع تقدم التكنولوجيا البشرية. كما تم دفع البحث العلمي وتطوير المواد إلى عالم صغير غير مسبوق مع اختراع تقنيات مجهرية جديدة. يمكن تطبيق مجهر القوة الذرية في مختلف مجالات البحث، بما في ذلك مواد البوليمر، والمواد الإلكترونية الضوئية، والمواد النانوية، والمواد الحيوية، وما إلى ذلك. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تكون مجساته أيضًا بمثابة أدوات لمعالجة الذرات أو الجزيئات السطحية، مما يوفر مساحة أوسع للبحث العلمي و الخيال.
وفقًا للتقارير، استخدم الفيزيائي كيث شواب من جامعة كورنيل طريقة قياس في الإلكترونيات النانوية لإنشاء مجهر مسح نفقي، يمكنه التقاط صور للذرات الفردية على السطح. وسرعته أسرع 100 مرة على الأقل من سرعة المجاهر الموجودة. يمكن أن يستخدم الفحص المجهري النفقي قدرة النفق الكمي أو الإلكترونات على اجتياز العوائق عبر الأنفاق لقياس المسافة بين كاشف الإبرة والسطح الموصل.
أضاف الباحثون مصدرًا إضافيًا لموجة التردد اللاسلكي، ثم أدخلوا موجة في مجهر المسح النفقي من خلال شبكة بسيطة. ووجدوا أنهم قادرون على اكتشاف مقاومة تقاطع النفق من خلال الاستفادة من خصائص انعكاس الموجة نحو مصدر الموجة. تُسمى هذه التقنية بتقنية مقياس الانعكاس، والتي تستخدم الكابلات القياسية كقنوات عالية التردد ولا تتباطأ بسبب قيود سعة الكابل. وتم تطبيق جهد كهربائي صغير على العينة، مما أدى إلى تحريك الكاشف لبضعة أنجستروم فقط فوق سطح العينة.
تجدر الإشارة إلى أن المجهر النفقي الماسح المثالي يمكنه جمع البيانات بنفس سرعة نفق الإلكترون، بمعدل يصل إلى 1000 ميجاهرتز أو عرض نطاق يصل إلى مليار دورة في الثانية. ومع ذلك، فإن مجهر المسح النفقي النموذجي محدود بقدرة كابل دائرة القراءة أو مخزن الطاقة، وتكون سرعته بطيئة بشكل خاص، حوالي 1 كيلو هرتز أو حتى أقل.
ومن الجدير بالذكر أن الخبراء أشاروا إلى أن هذه التكنولوجيا لديها أيضًا القدرة على تصنيع موازين الحرارة على المستوى الذري. نحن نؤمن إيمانًا راسخًا بأنه في غضون 10 سنوات، سيكون هناك عدد كبير من مجاهر المسح النفقي ذات التردد اللاسلكي والتي يمكن للناس استخدامها لإجراء العديد من التجارب الرائعة. لقد منح اختراع مجهر القوة الذرية المجتمع العلمي قدرات تحليلية غير مسبوقة، مما جعل اكتشاف الذرات والجزيئات والتعامل معها على أسطح المواد لم يعد مجرد حلم.
