El microscopio de barrido de túnel o STM se utiliza ampliamente en la investigación industrial y fundamental para obtener imágenes a escala atómica de superficies metálicas. Proporciona un perfil tridimensional de la superficie y proporciona información útil para caracterizar rugosidad de la superficie, observando los defectos de la superficie y determinando el tamaño y la conformación de las moléculas y agregados.
Gerd Binnig y Heinrich Rohrer son los inventores del túnel de exploración microscopio (STM). Inventado en 1981, el dispositivo proporcionó las primeras imágenes de átomos individuales en las superficies de los materiales.
Gerd Binning y Heinrich Rohrer
Binnig, junto con su colega Rohrer, fue galardonado el premio Nobel en física en 1986 por su trabajo en microscopía de túnel de barrido. Nacido en Frankfurt, Alemania en 1947, el Dr. Binnig asistió a J.W. Goethe University en Frankfurt y recibió una licenciatura en 1973 y un doctorado cinco años después en 1978.
Se unió a un grupo de investigación en física en el Laboratorio de Investigación de Zúrich de IBM ese mismo año. El Dr. Binnig fue asignado al Centro de Investigación Almaden de IBM en San José, California de 1985 a 1986 y fue profesor invitado en la cercana Universidad de Stanford de 1987 a 1988. Fue nombrado miembro de IBM Fellow en 1987 y sigue siendo miembro del personal de investigación del Laboratorio de Investigación de IBM en Zurich.
Nacido en Buchs, Suiza en 1933, el Dr. Rohrer se educó en el Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zurich, donde recibió su licenciatura en 1955 y su doctorado en 1960. Después de realizar un trabajo posdoctoral en el Instituto Federal Suizo y la Universidad de Rutgers en los EE. UU., El Dr. Rohrer se unió El recién formado Laboratorio de Investigación de Zúrich de IBM para estudiar, entre otras cosas, los materiales de Kondo y antiferromagnetos. Luego centró su atención en la microscopía de túnel de barrido. El Dr. Rohrer fue nombrado miembro de IBM en 1986 y fue director del Departamento de Ciencias Físicas del Laboratorio de Investigación de Zurich de 1986 a 1988. Se retiró de IBM en julio de 1997 y falleció el 16 de mayo de 2013.
Binnig y Rohrer fueron reconocidos por desarrollar la poderosa técnica de microscopía que forma una imagen de átomos individuales en una superficie de metal o semiconductor escaneando la punta de una aguja sobre la superficie a una altura de sólo unos pocos átomos diámetros. Compartieron el premio con el científico alemán Ernst Ruska, el diseñador de la primer microscopio electrónico. Varias microscopias de barrido utilizan la tecnología de barrido desarrollada para el STM.
Russell Young y el Topografiner
Russell Young y sus colegas inventaron un microscopio similar llamado Topografiner entre 1965 y 1971 en la Oficina Nacional de Estándares, actualmente conocido como el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología. Este microscopio funciona según el principio de que los controladores piezoeléctricos izquierdo y derecho escanean la punta por encima y ligeramente por encima de la superficie de la muestra. El piezo central está controlado por un servo sistema para mantener un voltaje constante, lo que da como resultado una separación vertical consistente entre la punta y la superficie. Un multiplicador de electrones detecta la pequeña fracción de la corriente de túnel que se dispersa por la superficie de la muestra.