Max în Ilmenau: Descoperă minuni moleculare cu Cryo STM!

Max în Ilmenau: Descoperă minuni moleculare cu Cryo STM!

Max, un student dedicat la fizică la TU Ilmenau, și-a absolvit cu succes licența și masterul acolo și rămâne la universitate pentru doctorat. Devreme după absolvirea liceului, a dezvoltat un interes puternic pentru cursurile de inginerie, precum și pentru matematică și fizică. Alegerea fizicii tehnice la Ilmenau a fost evidentă, întrucât acest curs îmbină pregătirea de inginerie cu cea de fizică.

Max a avut deja ocazia de a interacționa cu diverse grupuri de cercetare în timpul licenței. Echipamentul extins și laboratoarele moderne l-au făcut o impresie de durată. În special, microscopul de scanare cu tunel, Cryo STM, care a fost proaspăt achiziționat în 2021, i-a oferit oportunitatea de a fi unul dintre primii care au lucrat cu acesta și de a cerceta fizica experimentală la nivel molecular.

Fascinație pentru microscopia modernă

Cu Cryo STM, care funcționează la temperaturi extrem de scăzute, Max își propune să combine metodele de spectroscopie optică cu rezoluția spațială atomică a microscopului. El este deosebit de fascinat de această posibilitate de a măsura lumina din molecule individuale. El subliniază că TU Ilmenau oferă studenților oportunități valoroase de a se implica în cercetare în perioada diplomei de licență.

Max avea și experiență practică ca asistent student, unde era responsabil pentru încălzirea probei în vid ultra-înalt. Discută regulat cu colegii în cadrul întâlnirilor de grup și prezintă publicații curente, ceea ce îi aprofundează interesele de cercetare în domeniul fizicii stării solide și al electronicii viitoare.

Context tehnic al microscopiei de scanare tunel

Microscopia de scanare cu tunel (STM) a fost dezvoltată în 1984 și se bazează pe efectul de tunel mecanic cuantic. Doi electrozi conductori electric sunt separați printr-un strat izolator subțire, de exemplu vid. Când se aplică o tensiune, electronii pot traversa această barieră, creând un circuit închis. Curentul de tunel este o măsură a distanțelor dintre vârful metalic, adesea realizat din wolfram sau un aliaj de platină și iridiu, și eșantion.

Precizia STM este impresionantă. Distanța dintre vârf și probă este de obicei de numai 0,1 nm. În timpul scanării, este creat un profil de înălțime al probei, care este menținut constant folosind un sistem controlat prin feedback în timp ce vârful este mutat prin eșantion. Această tehnică permite caracterizarea suprafețelor substratului conductiv și identificarea moleculelor individuale, cum ar fi ftalocianina de cupru pe o suprafață de aur.

Unitatea de scanare a microscopului folosește un scaner cu tub cu cristale piezo, care permite o poziționare extrem de precisă în toate cele trei direcții spațiale. Curentul de tunel depinde foarte mult de distanța vârf-eșantion, permițând obținerea rezoluției atomice. Tehnica are chiar și capacitatea de a face vizibile suprastructurile moiré și oferă o rezoluție z de aproximativ 1 pm.

Grupul de cercetare al lui Max de la TU Ilmenau folosește două microscoape de scanare cu tunel, inclusiv un STM la temperatură joasă răcit cu heliu, care este cunoscut pentru capacitățile sale unice de măsurare. Max este conștient de avantajele echipamentelor moderne. El subliniază în special recuperarea heliului și infrastructura funcțională, care sunt esențiale pentru cercetarea de succes.