O microscópio de tunelamento de varredura ou STM é amplamente utilizado em pesquisas industriais e fundamentais para obter imagens em escala atômica de superfícies metálicas. Ele fornece um perfil tridimensional da superfície e fornece informações úteis para caracterizar rugosidade da superfície, observando os defeitos da superfície e determinando o tamanho e a conformação das moléculas e agregados.
Gerd Binnig e Heinrich Rohrer são os inventores do tunelamento de varredura microscópio (STM). Inventado em 1981, o dispositivo forneceu as primeiras imagens de átomos individuais na superfície dos materiais.
Gerd Binning e Heinrich Rohrer
Binnig, junto com o colega Rohrer, foi premiado o prêmio Nobel em física em 1986 por seu trabalho em microscopia de varredura por tunelamento. Nascido em Frankfurt, Alemanha, em 1947, o Dr. Binnig estudou no J.W. Goethe University em Frankfurt e recebeu o diploma de bacharel em 1973, bem como o doutorado cinco anos depois, em 1978.
Ele se juntou a um grupo de pesquisa em física no Laboratório de Pesquisa de Zurique da IBM no mesmo ano. O Dr. Binnig foi designado para o Almaden Research Center da IBM em San Jose, Califórnia, de 1985 a 1986, e foi professor visitante na Universidade de Stanford de 1987 a 1988. Ele foi nomeado IBM Fellow em 1987 e continua a ser membro da equipe de pesquisa do Laboratório de Pesquisa de Zurique da IBM.
Nascido em Buchs, na Suíça, em 1933, o Dr. Rohrer foi educado no Instituto Federal Suíço de Tecnologia em Zurique, onde recebeu seu diploma de bacharel em 1955 e seu doutorado em 1960. Depois de fazer pós-doutorado no Instituto Federal Suíço e na Rutgers University nos EUA, o Dr. Rohrer ingressou O recém-formado Laboratório de Pesquisa de Zurique da IBM para estudar - entre outras coisas - materiais Kondo e antiferromagnetos. Ele então voltou sua atenção para a microscopia de varredura por túnel. O Dr. Rohrer foi nomeado IBM Fellow em 1986 e foi gerente do Departamento de Ciências Físicas do Laboratório de Pesquisa de Zurique de 1986 a 1988. Ele se aposentou da IBM em julho de 1997 e faleceu em 16 de maio de 2013.
Binnig e Rohrer foram reconhecidos por desenvolver a poderosa técnica de microscopia que forma uma imagem de átomos individuais em uma superfície de metal ou semicondutor examinando a ponta de uma agulha sobre a superfície a uma altura de apenas alguns diâmetros. Eles dividiram o prêmio com o cientista alemão Ernst Ruska, o designer do primeiro microscópio eletrônico. Várias microscopias de varredura usam a tecnologia de varredura desenvolvida para o STM.
Russell Young e o Topografiner
Um microscópio semelhante chamado Topografiner foi inventado por Russell Young e seus colegas entre 1965 e 1971 no National Bureau of Standards, atualmente conhecido como National Institute of Standards e Tecnologia. Este microscópio funciona com o princípio de que as unidades piezoelétricas esquerda e direita examinam a ponta acima e ligeiramente acima da superfície do espécime. O piezo central é controlado por um sistema servo para manter uma tensão constante, o que resulta em uma separação vertical consistente entre a ponta e a superfície. Um multiplicador de elétrons detecta a pequena fração da corrente de tunelamento que é espalhada pela superfície da amostra.