Thaum keeb kwm tau tsim los rau xyoo 1980s, qhov ntsuas qhov ntsuas qhov chaw tshiab raws li lub cev thiab kev sib koom ua ke ntawm ntau yam kev siv thev naus laus zis niaj hnub - lub tshuab ntsuas ntsuas tshuab ntsuas (STM) - tau yug los. STM tsis tsuas yog muaj kev daws teeb meem loj heev (txog 0.1nm nyob rau sab nraud thiab zoo dua 0.01nm nyob rau hauv txoj kab ntev), nws tuaj yeem ncaj qha saib cov qauv atomic ntawm cov khoom nto, thiab nws tuaj yeem ua tau. manipulate atoms thiab molecules, yog li transforming human Subjective will is imposed on nature. Nws tuaj yeem hais tias qhov kev sojntsuam sojntsuam microscope yog qhov txuas ntxiv ntawm tib neeg lub qhov muag thiab tes thiab crystallization ntawm tib neeg kev txawj ntse.
Lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev ua haujlwm ntawm lub tshuab ntsuas ntsuas ntsuas ntsuas ntsuas yog ua raws li ntau lub zog ntawm lub cev hauv lub microscopic lossis mesoscopic ntau yam. Kev sib cuam tshuam ntawm ob yog kuaj pom los ntawm kev soj ntsuam ultra-zoo ntawm cov kab atomic saum npoo ntawm cov khoom uas tau kawm, txhawm rau kom tau txais cov txiaj ntsig ntawm kev cuam tshuam ntawm ob. Txhawm rau kawm txog cov khoom saum npoo ntawm cov teeb meem, qhov sib txawv tseem ceeb ntawm ntau hom SPM yog lawv cov tswv yim thiab lawv txoj kev sib raug zoo ntawm cov qauv piv txwv.
Lub hauv paus ntsiab lus ua haujlwm yog los ntawm txoj hauv kev nkag mus rau hauv quantum mechanics. Nws cov tub ntxhais yog cov lus qhia uas tuaj yeem luam theej duab ntawm tus qauv thiab muaj qee qhov kev tsis sib haum xeeb ntawm nws thiab cov qauv. Nws txoj kab uas hla yog nyob rau ntawm atomic scale. Txij li qhov tshwm sim ntawm electron tunneling muaj qhov tsis zoo exponential kev sib raug zoo nrog qhov dav ntawm qhov muaj peev xwm barrier V (r), thaum qhov kev ncua deb ntawm lub ntsis thiab cov qauv yog ze heev, lub peev xwm barrier yuav nyias nyias thiab electron huab sib tshooj. Thaum siv qhov hluav taws xob, cov khoom siv hluav taws xob tuaj yeem hloov ntawm lub taub mus rau cov qauv los yog los ntawm cov qauv mus rau lub ntsis los ntawm cov nyhuv tunnel, tsim lub qhov tam sim no. Los ntawm kev sau cov kev hloov pauv hauv tunneling tam sim no ntawm lub ntsis thiab cov qauv, cov ntaub ntawv ntawm qhov chaw morphology ntawm tus qauv tuaj yeem tau txais.
Piv nrog rau lwm cov thev naus laus zis tsom, SPM muaj qhov tshwj xeeb zoo:
(1) Nrog atomic-theem siab daws teeb meem. Qhov kev daws teeb meem ntawm STM nyob rau hauv cov lus qhia thaum uas tig mus thiab perpendicular rau cov qauv nto tuaj yeem ncav cuag 0.1nm thiab 0.01nm raws, thiab ib qho atoms tuaj yeem daws tau.
(2) Daim duab peb-dimensional ntawm qhov chaw hauv qhov chaw tiag tiag tuaj yeem tau txais lub sijhawm tiag tiag, uas tuaj yeem siv los kawm cov qauv saum npoo nrog lossis tsis muaj sijhawm. Qhov kev ua tau zoo no tuaj yeem siv los kawm txog cov txheej txheem dynamic xws li nto diffusion.
(3) Cov qauv saum npoo hauv zos ntawm ib txheej atomic tuaj yeem pom, tsis yog cov duab ntawm tus kheej lossis cov khoom nruab nrab ntawm tag nrho saum npoo. Yog li ntawd, deg tsis xws luag, nto reconstruction, cov duab thiab txoj hauj lwm ntawm nto adsorbed lub cev, thiab cov teebmeem tshwm sim los ntawm adsorbed lub cev tuaj yeem pom ncaj qha. Reconstruction deg, thiab lwm yam.
(4) Nws tuaj yeem ua haujlwm hauv qhov chaw sib txawv xws li lub tshuab nqus tsev, huab cua, thiab qhov kub thiab txias, thiab tuaj yeem nqus cov qauv hauv dej thiab lwm yam kev daws teeb meem. Tsis muaj cov qauv kev npaj tshwj xeeb yuav tsum tau ua, thiab cov txheej txheem tshawb nrhiav yuav tsis ua rau cov qauv puas. Cov yam ntxwv no tshwj xeeb tshaj yog tsim nyog rau kev kawm txog cov qauv tshuaj lom neeg thiab ntsuas cov qauv ntawm qhov chaw nyob rau hauv cov kev sim sib txawv, xws li kev soj ntsuam ntawm heterogeneous catalytic mechanisms, superconducting mechanisms, thiab electrode deg hloov thaum lub sij hawm electrochemical tshua.
(5) Ua ke nrog Scanning Tunneling Spectroscopy (STS), cov ntaub ntawv hais txog cov txheej txheem hluav taws xob saum npoo av tuaj yeem tau txais, xws li qhov ceev ntawm cov xeev ntawm ntau theem ntawm qhov chaw, cov khoom siv hluav taws xob saum npoo av, kev hloov pauv ntawm qhov chaw muaj peev xwm, thiab lub zog sib txawv. .
