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掃描隧道顯微鏡(scanning tunneling microscope,STM)

放大字體  縮小字體 發布日期:2006-07-08

掃描隧道顯微鏡使用電子學的方法,用一個金屬針尖在在樣品表面掃描。當針尖和樣品表面距離很近時(1nm以下), 針尖和樣品表面之間會產生電壓。當針尖沿X和Y方向在樣品表面掃描時,就會在針尖和樣品表面第一層電子之間產生電子隧道。該顯微鏡設計的沿Z字形掃描, 可保持電流的恒定。因此,針尖的移動是隧道電流的作用,并且可以反映在熒光幕上。連續的掃描可以建立起原子級分辨率的表面像。與電子顯微鏡或 X線衍射技術研究生物結構相比,掃描隧道顯微鏡具有以下特點∶

① 高分辨率 掃描隧道顯微鏡具有原子級的空間分辨率,其橫向空間分辨率為 lÅ,縱向分辨率達0.1Å,② 掃描隧道顯微鏡可直接探測樣品的表面結構,可繪出立體三維結構圖像。③ 掃描隧道顯微鏡可在真空、常壓、空氣、甚至溶液中探測物質的結構。由于沒有高能電子束, 對表面沒有破壞作用(如輻射, 熱損傷等)所以能對生理狀態下生物大分子和活細胞膜表面的結構進行研究,樣品不會受到損傷而保持完好。 ④ 掃描隧道顯微鏡的掃描速度快,獲取數據的時間短,成像也快,有可能開展生命過程的動力學研究。⑤ 不需任何透鏡, 體積小,有人稱之為"口袋顯微鏡"(pocket microscope)。


 
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