Microscopul de scanare tunel sau STM este utilizat pe scară largă atât în cercetarea industrială, cât și în cea fundamentală pentru a obține imagini la scară atomică ale suprafețelor metalice. Oferă un profil tridimensional al suprafeței și oferă informații utile pentru caracterizare rugozitatea suprafeței, observarea defectelor de suprafață și determinarea dimensiunii și conformației moleculelor și agregate.
Gerd Binnig și Heinrich Rohrer sunt inventatorii tunelului de scanare microscop (STM). Inventat în 1981, dispozitivul a oferit primele imagini ale atomilor individuali pe suprafețele materialelor.
Gerd Binning și Heinrich Rohrer
Binnig, împreună cu colegul Rohrer, a fost premiat Premiul Nobel la fizică în 1986 pentru munca sa în microscopia cu scanare tunel. Născut la Frankfurt, Germania în 1947, Dr. Binnig a urmat cursurile J.W. Universitatea Goethe din Frankfurt și a primit o diplomă de licență în 1973, precum și un doctorat cinci ani mai târziu, în 1978.
Sa alăturat unui grup de cercetare în fizică la Laboratorul de Cercetare din Zurich al IBM în același an. Dr. Binnig a fost repartizat la Centrul de Cercetare Almaden al IBM din San Jose, California, între 1985 și 1986 și a fost profesor invitat la Universitatea Stanford din apropiere, între 1987 și 1988. A fost numit IBM Fellow în 1987 și rămâne membru al personalului de cercetare la Laboratorul de Cercetare din Zurich al IBM.
Născut în Buchs, Elveția, în 1933, dr. Rohrer a fost educat la Institutul Federal Elvețian de Tehnologie din Zurich, unde și-a primit diploma de licență în 1955 și doctoratul în 1960. După ce a făcut lucrări post-doctorale la Institutul Federal Elvețian și la Universitatea Rutgers din SUA, dr. Rohrer s-a alăturat Laboratorul de cercetare din Zurich recent înființat al IBM pentru a studia -- printre altele -- materialele Kondo și antiferomagneți. Apoi și-a îndreptat atenția către microscopia de scanare cu tunel. Dr. Rohrer a fost numit IBM Fellow în 1986 și a fost manager al Departamentului de Științe Fizice la Laboratorul de Cercetare din Zurich din 1986 până în 1988. S-a retras de la IBM în iulie 1997 și a murit pe 16 mai 2013.
Binnig și Rohrer au fost recunoscuți pentru dezvoltarea tehnicii puternice de microscopie care formează o imagine a atomilor individuali pe o suprafață metalică sau semiconductoare prin scanarea vârfului unui ac peste suprafață la o înălțime de doar câțiva atomi diametre. Ei au împărțit premiul cu omul de știință german Ernst Ruska, designerul primul microscop electronic. Mai multe microscopii de scanare folosesc tehnologia de scanare dezvoltată pentru STM.
Russell Young și Topografierul
Un microscop similar numit Topografiner a fost inventat de Russell Young și colegii săi între 1965 și 1971 la Biroul Naţional de Standarde, cunoscut în prezent ca Institutul Naţional de Standarde şi Tehnologie. Acest microscop funcționează pe principiul că driverele piezo stânga și dreapta scanează vârful peste și ușor deasupra suprafeței specimenului. Piezo-ul central este controlat de un sistem servo pentru a menține o tensiune constantă, ceea ce are ca rezultat o separare verticală consistentă între vârf și suprafață. Un multiplicator de electroni detectează fracțiunea mică a curentului de tunel care este împrăștiată de suprafața specimenului.