近日,中国科技大学曹更玉博士在武汉物数所做了一场关于运用扫描隧道显微镜(STM)来研究原子分子物理与化学特性的方法的学术报告。曹更玉博士向大家讲解了该仪器的设计原理等方面的内容,引起了在座科研人员的极大兴趣。
STM是利用量子隧道效应研制成的高分辨率显微镜。扫描隧道显微镜的探针在被观察的金属表面上方相距约1纳米处平行移动进行扫描时,探针、空气隙、金属表面构成一个电子隧道体系。加一微小电压,从隧道电流的变化,就可以分辨出金属表面原子结构的细微特征。扫描隧道显微镜使人类能够实时地观测单个原子在物质表面上的排列状态以及与表面电子行为有关的性质,在表面科学、材料科学和生命科学等领域的研究中有着重大的意义和广阔的应用前景。IBM的科学家们成功的运用扫描隧道显微镜在纯净的基底上搬运单个原子排列成不同的图形,并清晰的观测到量子波函数(电子气分布几率)的存在。
曹更玉博士早年留学日本,学成回国后在中国科技大学一直从事表面化学反应动力学研究。为了观测和操纵单个原子尺度的化学反应,曹更玉博士自己研制了具有更高分辨率的电子隧道显微镜VT-LT-UHV-STM。该仪器可以在超低温、高真空、强磁场条件下对单个分子或多个分子化学反应进行最精密的操控和观测,并为找到化学反应的机理提供最重要的依据。该设备还将为观测更为精密的电子自旋态创造条件。 |