En este artículo vamos a explicar de forma sencilla todo sobre el microscopio de efecto túnel, así como la innovadora tecnología mediante la cual funciona. En esencia se trata de un tipo de microscopio que sirve para obtener imágenes de finas superficies de distintos materiales a nivel atómico. Tal y como su nombre indica, el fenómeno en el que se basan este tipo de microscopios es el efecto túnel.
Descripción del microscopio de efecto túnel
Se trata de un tipo de microscopio que permite la visualización de la materia en la escala más diminuta de entre todos los microscopios desarrollados hasta la fecha. Permite explorar la nano escala, que comprende la mil millonésima parte de un metro.
Gracias a su compleja tecnología, este tipo de microscopio es capaz de tomar imágenes de superfícies a nivel atómico. Esto permitió que por primera vez pudieran tomarse imágenes de átomos y moléculas.
Cómo funciona el microscopio de efecto túnel
Este microscopio utiliza una sonda acabada en una fina punta constituida por un único átomo que es capaz de conducir corriente. Dicha punta se sitúa muy cerca de la superficie de la muestra y la va recorriendo lateralmente. A su vez esta punta irá compartiendo electrones con el átomo más cercano de la muestra (esto es el efecto túnel).
Generación de la imagen en el microscopio de efecto túnel
Toda la información de la actividad de los mencionados intercambios de electrones que se producen en la punta se irán recogiendo de forma que finalmente se procesará para generar una imagen. De este modo es posible obtener una imagen con la estructura que compone los átomos de una determinada superficie. La resolución de los microscopios con tecnología de efecto túnel tiene una resolución vertical de 0.01 nanómetros y una resolución lateral de 0.1 nanómetros.
¿Qué es el efecto túnel?
El efecto túnel en el que se basa este tipo de microscopio es un fenómeno por el que un electrón consigue penetrar una fina barrera de potencial superior al de su energía cinética. Se trata de un hecho contra intuitivo muy interesante que es el que permite su funcionamiento.
Este microscopio fue inventado y desarrollado por Gerd Binnig y Heinrich Rohrer en 1981, que supuso un increíble avance dentro del mundo de la nanotecnología. El avance fue tan importante que fueron condecorados con el Premio Nobel de Física de 1986.
Otras aplicaciones del efecto túnel
Posteriormente a los primeros desarrollos de este tipo de microscopios, se descubrió que la tecnología del efecto túnel además de servir para poder observar las superfícies a escala nano, sirve para manipular los átomos uno por uno.
De este modo es posible crear estructuras de átomos y moléculas que abren un mundo de posibilidades con aplicaciones en nanotecnología y en la nanociencia.
Aspectos técnicos de la microscopía de efecto túnel STM
A la hora de utilizar la tecnología STM, el microscopio emplea una punta conductora muy fina que aplica un voltaje entre la punta y la superfície a visualizar. Una vez que la punta se acerca a una pequeña distancia, los electrones de los átomos de la superficie pueden moverse de la muestra a la punta, o de la punta a la muestra.
Este movimiento de átomos se denomina corriente túnel (o efecto túnel) y su cuantía varía con la distancia de forma exponencial, y es aquí donde radica el secreto de su espectacular sensibilidad. En función de la densidad electrónica detectada en cada punto de la superficie se obtiene la imagen.
