
正如大多数科学上的新发现与新发明兼具偶然性和必然性一样,在二十世纪七十年代末期,德籍物理学家葛.宾尼与其导师海.罗雷尔于IBM公司在瑞士苏黎世设立的实验室里开展超导实验时,他们并未将关于超导隧道效应的研究与新型显微镜的开发关联起来。然而,真空环境下超导隧道谱的研究已为他们日后发明扫描隧道显微镜奠定了坚实的理论与实践基础。一次偶然的契机,他们阅读了物理学家罗伯特·杨撰写的一篇探讨“形貌仪”的文章。文章中提及的驱动探针在样品表面扫描的技术启发了他们的灵感:是否能借助导体的隧道效应来探测物体表面并获取表面形态呢?经过师生的持续努力,1981年,全球首台具备原子分辨率的扫描隧道显微镜问世了。
扫描隧道显微镜的英文名称是 Scanning Tunneling Microscope, 简称为STM。STM具有惊人的分辨本领,水平分辨率小于0.1纳米,垂直分辨率小于0.001纳米。一般来讲,物体在固态下原子之间的距离在零点一到零点几个纳米之间。在扫描隧道显微镜下,导电物质表面结构的原子、分子状态清晰可见。
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