Max w Ilmenau: Odkryj cuda molekularne dzięki Cryo STM!

Max w Ilmenau: Odkryj cuda molekularne dzięki Cryo STM!

Max, oddany student fizyki na Uniwersytecie im TU Ilmenau, z sukcesem ukończył tam studia licencjackie i magisterskie i przebywa na uniwersytecie w celu uzyskania doktoratu. Już po ukończeniu szkoły średniej zainteresował się studiami inżynierskimi oraz matematyką i fizyką. Wybór fizyki technicznej w Ilmenau był oczywisty, ponieważ kierunek ten łączy w sobie naukę inżynierii i fizyki.

Max miał już okazję do interakcji z różnymi grupami badawczymi podczas studiów licencjackich. Bogate wyposażenie i nowoczesne laboratoria wywarły na nim niezatarte wrażenie. W szczególności skaningowy mikroskop tunelowy Cryo STM, który został nowo zakupiony w 2021 r., dał mu możliwość bycia jednym z pierwszych, którzy z nim pracowali i badali fizykę eksperymentalną na poziomie molekularnym.

Fascynacja współczesną mikroskopią

Dzięki Cryo STM, który działa w ekstremalnie niskich temperaturach, Max ma na celu połączenie metod spektroskopii optycznej z atomową rozdzielczością przestrzenną mikroskopu. Szczególnie fascynuje go możliwość pomiaru światła z poszczególnych cząsteczek. Podkreśla, że ​​TU Ilmenau oferuje studentom cenne możliwości zaangażowania się w badania naukowe już w trakcie studiów licencjackich.

Max miał także praktyczne doświadczenie jako asystent studenta, gdzie odpowiadał za ogrzewanie próbek w ultrawysokiej próżni. Regularnie dyskutuje z kolegami na spotkaniach grupowych oraz prezentuje aktualne publikacje, co pogłębia jego zainteresowania badawcze w zakresie fizyki ciała stałego i elektroniki przyszłości.

Zaplecze techniczne skaningowej mikroskopii tunelowej

Skaningowa mikroskopia tunelowa (STM) została opracowana w 1984 roku i opiera się na efekcie tunelowania mechaniki kwantowej. Dwie elektrody przewodzące prąd elektryczny są oddzielone cienką warstwą izolacyjną, na przykład próżniową. Po przyłożeniu napięcia elektrony mogą tunelować przez tę barierę, tworząc obwód zamknięty. Prąd tunelowy jest miarą odległości pomiędzy metalową końcówką, często wykonaną z wolframu lub stopu platyny i irydu, a próbką.

Precyzja STM jest imponująca. Odległość między końcówką a próbką wynosi zazwyczaj tylko 0,1 nm. Podczas skanowania tworzony jest profil wysokości próbki, który jest utrzymywany na stałym poziomie za pomocą systemu sterowanego sprzężeniem zwrotnym podczas przesuwania końcówki przez próbkę. Technika ta umożliwia scharakteryzowanie przewodzących powierzchni podłoża i identyfikację poszczególnych cząsteczek, takich jak ftalocyjanina miedzi na złotej powierzchni.

W module skanera mikroskopu zastosowano skaner rurowy z kryształami piezoelektrycznymi, który umożliwia niezwykle precyzyjne pozycjonowanie we wszystkich trzech kierunkach przestrzennych. Prąd tunelowania zależy silnie od odległości końcówki od próbki, co pozwala na osiągnięcie rozdzielczości atomowej. Technika ta umożliwia nawet uwidocznienie nadbudowy mory i oferuje rozdzielczość Z wynoszącą około 13:00.

Grupa badawcza Maxa na TU Ilmenau wykorzystuje dwa skaningowe mikroskopy tunelowe, w tym niskotemperaturowy STM chłodzony helem, znany ze swoich unikalnych możliwości pomiarowych. Max jest świadomy zalet nowoczesnego sprzętu. Szczególny nacisk kładzie na odzyskiwanie helu i infrastrukturę funkcjonalną, które są niezbędne do powodzenia badań.