Max Ilmenauban: Fedezze fel a molekuláris csodákat a Cryo STM-mel!

Max Ilmenauban: Fedezze fel a molekuláris csodákat a Cryo STM-mel!

Max, elhivatott fizikus hallgató a TU Ilmenau, ott sikeresen elvégezte az alap- és mesterképzést, és az egyetemen marad a doktori címért. A középiskola elvégzése után korán erős érdeklődést mutatott a mérnöki kurzusok, valamint a matematika és a fizika iránt. A műszaki fizika választása Ilmenauban kézenfekvő volt, mivel ez a kurzus egyesíti a mérnöki és fizikus képzést.

Maxnek már a főiskolai diplomája alatt lehetősége volt különféle kutatócsoportokkal kapcsolatba lépni. A kiterjedt felszerelés és a modern laboratóriumok maradandó benyomást tettek rá. Különösen a 2021-ben újonnan vásárolt pásztázó alagútmikroszkóp, a Cryo STM adott neki lehetőséget, hogy az elsők között dolgozzon vele, és molekuláris szinten kutassa a kísérleti fizikát.

Lenyűgöző a modern mikroszkóppal

A rendkívül alacsony hőmérsékleten működő Cryo STM-mel a Max az optikai spektroszkópiai módszereket ötvözi a mikroszkóp atomi térbeli felbontásával. Különösen lenyűgözi az a lehetőség, hogy az egyes molekulákból fényt mérnek. Hangsúlyozza, hogy a TU Ilmenau értékes lehetőségeket kínál a hallgatóknak a kutatásban való részvételre alapképzésük során.

Max gyakorlati tapasztalattal is rendelkezett diákasszisztensként, ahol a minták ultranagy vákuumban történő melegítéséért volt felelős. Rendszeresen vitatkozik kollégáival csoporttalálkozókon, aktuális publikációkat mutat be, ami elmélyíti kutatási érdeklődését a szilárdtestfizika és a jövőelektronika területén.

A pásztázó alagútmikroszkópia technikai háttere

A pásztázó alagútmikroszkópot (STM) 1984-ben fejlesztették ki, és a kvantummechanikai alagúthatáson alapul. Két elektromosan vezető elektródát vékony szigetelőréteg választ el, például vákuum. Feszültség alkalmazásakor az elektronok áthaladhatnak ezen a korláton, zárt áramkört hozva létre. Az alagútáram a gyakran volfrámból vagy platina és irídium ötvözetéből készült fémcsúcs és a minta közötti távolság mértéke.

Az STM pontossága lenyűgöző. A csúcs és a minta közötti távolság jellemzően csak 0,1 nm. A szkennelés során a minta magassági profilja jön létre, amelyet egy visszacsatolás-vezérelt rendszer segítségével állandóan tartanak, miközben a hegyet a mintán keresztül mozgatják. Ez a technika lehetővé teszi vezetőképes hordozófelületek jellemzését és egyedi molekulák, például réz-ftalocianin azonosítását aranyfelületen.

A mikroszkóp szkenner egysége piezokristályokkal ellátott csőszkennert használ, amely rendkívül precíz pozicionálást tesz lehetővé mindhárom térbeli irányban. Az alagútáram erősen függ a csúcs és a minta közötti távolságtól, ami lehetővé teszi az atomi felbontás elérését. A technika még a moaré felépítményeket is láthatóvá teszi, és 13 óra körüli z-felbontást kínál.

Max kutatócsoportja a TU Ilmenauban két pásztázó alagútmikroszkópot használ, köztük egy héliumhűtéses, alacsony hőmérsékletű STM-et, amely egyedülálló mérési képességeiről ismert. Max tisztában van a modern berendezések előnyeivel. Külön kiemeli a hélium visszanyerését és a funkcionális infrastruktúrát, amelyek elengedhetetlenek a sikeres kutatáshoz.