Max em Ilmenau: Descubra maravilhas moleculares com o Cryo STM!

Max em Ilmenau: Descubra maravilhas moleculares com o Cryo STM!

Max, um estudante dedicado de física na TU Ilmenau, concluiu com sucesso seu bacharelado e mestrado lá e está na universidade para fazer seu doutorado. Logo após terminar o ensino médio, ele desenvolveu um grande interesse por cursos de engenharia, bem como por matemática e física. A escolha da física técnica em Ilmenau foi óbvia, pois este curso combina formação em engenharia e física.

Max já teve a oportunidade de interagir com diversos grupos de pesquisa durante seu bacharelado. Os extensos equipamentos e os laboratórios modernos causaram-lhe uma impressão duradoura. Em particular, o microscópio de tunelamento de varredura, o Cryo STM, recém-adquirido em 2021, deu-lhe a oportunidade de ser um dos primeiros a trabalhar com ele e a pesquisar física experimental em nível molecular.

Fascínio pela microscopia moderna

Com o Cryo STM, que funciona em temperaturas extremamente baixas, Max pretende combinar métodos de espectroscopia óptica com a resolução espacial atômica do microscópio. Ele está particularmente fascinado por esta possibilidade de medir a luz a partir de moléculas individuais. Ele enfatiza que a TU Ilmenau oferece aos alunos oportunidades valiosas de envolvimento em pesquisas durante o bacharelado.

Max também teve experiência prática como aluno assistente, onde foi responsável pelo aquecimento de amostras em ultra-alto vácuo. Ele discute regularmente com colegas em reuniões de grupo e apresenta publicações atuais, o que aprofunda seus interesses de pesquisa no campo da física do estado sólido e da eletrônica do futuro.

Formação técnica de microscopia de varredura por tunelamento

A microscopia de varredura por tunelamento (STM) foi desenvolvida em 1984 e é baseada no efeito de tunelamento da mecânica quântica. Dois eletrodos eletricamente condutores são separados por uma fina camada isolante, por exemplo, vácuo. Quando uma tensão é aplicada, os elétrons podem atravessar essa barreira, criando um circuito fechado. A corrente de tunelamento é uma medida das distâncias entre a ponta de metal, geralmente feita de tungstênio ou uma liga de platina e irídio, e a amostra.

A precisão do STM é impressionante. A distância entre a ponta e a amostra é normalmente de apenas 0,1 nm. Durante a varredura, é criado um perfil de altura da amostra, que é mantido constante usando um sistema controlado por feedback enquanto a ponta é movida através da amostra. Esta técnica permite a caracterização de superfícies de substratos condutores e a identificação de moléculas individuais, como a ftalocianina de cobre em uma superfície de ouro.

A unidade de scanner do microscópio utiliza um scanner de tubo com cristais piezoelétricos, que permite um posicionamento extremamente preciso em todas as três direções espaciais. A corrente de tunelamento depende fortemente da distância ponta-amostra, permitindo que a resolução atômica seja alcançada. A técnica ainda tem a capacidade de tornar visíveis superestruturas moiré e oferece uma resolução z de cerca de 13h.

O grupo de pesquisa de Max na TU Ilmenau usa dois microscópios de tunelamento de varredura, incluindo um STM de baixa temperatura resfriado com hélio, que é conhecido por suas capacidades de medição exclusivas. Max está ciente das vantagens dos equipamentos modernos. Ele destaca particularmente a recuperação de hélio e a infraestrutura funcional, que são essenciais para o sucesso da pesquisa.