ТУННЕ́ЛЬНЫЙ МИКРОСКО́П

ТУННЕ́ЛЬНЫЙ МИКРОСКО́П (ска­ни­рую­щий тун­нель­ный мик­ро­скоп), при­бор для изу­че­ния по­верх­но­сти твёр­дых элек­тро­про­во­дя­щих тел, ос­но­ван­ный на ска­ни­ро­ва­нии по­верх­но­сти об­раз­ца ме­тал­лич. ост­ри­ём (иг­лой) на рас­стоя­нии ок. 0,3 нм. На та­ком рас­стоя­нии при раз­но­сти по­тен­циа­лов 0,1–1 В ме­ж­ду ост­ри­ём и по­верх­но­стью воз­мо­жен тун­нель­ный эф­фект, т. е. элек­тро­ны тун­не­ли­ру­ют че­рез кон­такт, про­те­ка­ет тун­нель­ный ток I≈1–10 нА, ко­то­рый мож­но из­ме­рить экс­пе­ри­мен­таль­но. Т. м. изо­бре­тён Г. Бин­ни­гом и Г. Ро­ре­ром в 1982 (Но­бе­лев­ская пр., 1986).

Су­ще­ст­ву­ют два осн. ва­ри­ан­та из­ме­ре­ния рель­е­фа по­верх­но­сти: при по­сто­ян­ной вы­со­те иг­лы над по­верх­но­стью (иг­ла дви­жет­ся го­ри­зон­таль­но) и по­сто­ян­ном то­ке. В пер­вом слу­чае тун­нель­ный ток ме­ня­ет­ся за счёт раз­но­го рас­стоя­ния ме­ду кон­цом ост­рия и кон­крет­ной точ­кой по­верх­но­сти (уг­луб­ле­ние, вы­пук­лость), и по из­ме­не­ни­ям то­ка мож­но оп­ре­де­лить рель­еф по­верх­но­сти. Во вто­ром слу­чае в ре­жи­ме по­сто­ян­но­го то­ка ис­поль­зу­ет­ся сис­те­ма об­рат­ной свя­зи, ко­то­рая под­дер­жи­ва­ет ток по­сто­ян­ным за счёт пе­ре­ме­ще­ния ост­рия по нор­ма­ли к об­раз­цу.

Т. м. об­ла­да­ет атом­ным раз­ре­ше­ни­ем (по­ряд­ка 10^–8 см в плос­ко­сти об­раз­ца и 10^–12 см по нор­ма­ли к объ­ек­ту); энер­гия элек­тро­нов, фор­ми­рую­щих изо­бра­же­ние, не пре­вы­ша­ет не­сколь­ких эВ, т. е. обес­пе­чи­ва­ет не­раз­ру­шаю­щий кон­троль.

Т. м. ис­поль­зу­ет­ся в мик­ро­ско­пии (ис­сле­до­ва­ние струк­тур и про­цес­сов с на­но­мет­ро­вым раз­ре­ше­ни­ем), на­но­тех­но­ло­гии (из­го­тов­ле­ние при­бор­ных струк­тур на­но­мет­ро­во­го раз­ме­ра), био­на­нос­ко­пии (ис­сле­до­ва­ние мак­ро­мо­ле­кул, ви­ру­сов, кле­ток и др.).