Kỹ thuật gắn đĩa đệm mới hay gọi là Hybỉd Fusion

[recruitvn]

Ước vọng nhìn thấy những vật nhỏ li ti mà mắt thường không nhìn thấy được đã có từ lâu .Với niềm đam mê đó con người đã không ngừng tìm kiếm các phương pháp tiếp cận quan sát thế giới vi mô, thành công rực rỡ đầu tiên của họ đó là sự ra đời của kính hiển vi quang học.Bằng cách ghép hai thấu kính lại với nhau kính hiển vi quang học đã tạo nên bước đột phá lớn,vi khuẩn đã được nhìn thấy. Con người đã từng bước khám phá sự kỳ diệu của thế giới vi mô. Không dừng lại ở đó ,trứơc sự giới hạn của kính hiển vi quang học,con người vẫn tiếp tục tìm kiếm những phương pháp khác tinh vi hơn nữa để thấy rõ thế giới vi mô giúp chúng ta thỏa mãn ước vọng nhìn thấy được những viên gạch nhỏ bé thế giới tự nhiên. Trong quá trình đó họ đã đạt được những thành tựu rực rỡ

Ngày nay, khi khoa học công nghệ ngày phát triển, các công cụ quan sát vi mô cũng rất đa dạng và phong phú, bao gồm rất nhiều chủng loại phục vụ cho nhiều ngành khoa học cơ bản khác nhau. Trong đó ngành kỹ thuật y sinh cũng không ngoại lệ, có thể nói việc tiếp cận vơi thế giới vi mô là công việc chủ yếu của các chuyên gia vế lĩnh vực kỹ thuật y sinh, do đó việc tìm hiểu và tiếp cận với các công cụ quan sát thế giới vi mô là việc làm cần thiết đối với sinh viên và những người quan tâm đến kỹ thuật y sinh.

Loat bài viết sau đây mình xin giới thiệu với các bạn nguyên tắc vật lý cơ bản của các loại kính hiển vi được sử dụng trong nghiên cứu khoa học hiện nay. Mình sẽ tìm hiểu và giải thích thật đơn giản, nếu có gì sai xót rất mong các bạn bỏ qua và cho minh ý kiến đóng góp. Xin cám ơn!

[chanphongfurniture]

Kính hiển vi hiệu ứng đường hầm

1. Lịch sử:
Chế tạo kình hiển vi nâng cao độ phân giải để nhìn thấy nguyên tử gặp nhiều khó khăn đó là do hạn chế của kính hiển vi điện tử. Mãi đến năm 1982 vấn đề mới đươc giải quyết bằng một khám phá gây chấn động khoa học của G. Binig và H.Rohrer, hai nhà khoa học đã chế tạo đươc kính hiển vi cho phép thấy đươc từng nguyên tử trên bề mặt. Đó là kính hiển vi hiệu ứng đường hầm, thuộc thế hệ kính hiển vi quét đầu dò. Với công trình này Binig va Rohrer đã nhận được giải nobel vật lí năm 1986

2. Nguyên lý:
Kính hiển vi hiệu ứng đường hầm có thể được xem là kính hiển vi điện tử, tuy nhiên nó thuộc loại kính hiển vi quét đầu dò nghĩa là dùng một đầu dò kim nhọn để quét trên bề mặt mẫu
Kính hiển vi sử dụng một hiệu ứng quang trọng của cơ học lương tử đó là hiệu ứng đường hầm. Khi đầu dò kim loại và bề mặt vật mẫu được nối với một điện thế V cách nhau một khoảng d tức là bề dày của rào thế không lớn lắm thì có khả năng electron sẽ “đào hầm” để chui qua rào, tao thành dòng điện (dòng tunel)
Dòng điện xuyên hầm được tính theo công thức:
I = Vexp(-Cd)
V là điện thế giữa hai vật dẫn ,d là bề dày của lớp điện môi, C là một đại lượng phụ thuộc vào cấu trúc electron của hai vật dẫn
Bề mặt lồi lõm của vật mẫu sẽ làm thay đổi khoảng cách d và do đó thay đổi dòng điện xuyên hầm. Bằng cách đo dòng điện xuyên hầm ta sẽ đo được khoảng cách d .Công việc này giống như ta sờ lên vật để biết hình dạng của vật

http://farm2.static.flickr.com/1388/745919067_af0ef57acf.jpg?v=0

Hai bộ phận quang trong trong cấu tạo của kính hiển vi dó là mũi nhọn và bộ quét
Tuy nhiên mũi kim làm cho thật nhọn cũng không khó khăn lắm vì có thể lấy một dây kim loại cứng như vonfram mài sơ bộ, rồi cho điện phân, hiệu ứng điện trường ở mũi nhọn sẽ mài theo kiểu đẩy từng nguyên tử ra ,mũi sẽ nhọn đến mức đầu mút là một nguyên tử
Khoảng cách giữa hai nguyên tử cở 0,3- 0,4nm. Vậy phải làm cách nào để dịch chuyển mũi nhọn chính xác hơn 0,1nm mới mong nhìn thấy được nguyên tử .Để giải quyết vấn đề đó hai nhà khoa học đã sử dụng hiện tượng áp điện tức là dựa vào sư biến dạng của tinh thể (thạch anh) khi có điện áp đặt vào nó .Vật liệu có hiệu ứng điện áp cao nhất hiện nay là gốm PZT, khi tác dụng điện thế thay đổi từng milivol, mũi nhon có thể dịch chuyển vài phần trăm nanomet thỏa mãn yêu cầu thí nghiệm

Bằng cách ghép các thanh điện áp vuông góc với nhau ta có thể điều khiển mũi nhọn dịch chuyển theo cả ba chiều không gian x,y,z
Như vậy cũng giống như kính hiển vi điện tử quét, cho mũi nhọn quét trên mẫu và dùng dòng xuyên hầm để điều chỉnh độ sáng tối trên màn ảnh ta dựng được hình ảnh của bề mặt vật mẫu, chổ có nguyên tử và chổ không có nguyên tử ở bề mặt trên cùng

http://farm2.static.flickr.com/1284/745919263_7a3debf763.jpg?v=0

3. Kết luận:
Kính hiển vi hiệu ứng đường hầm không những cho độ phân giải cao có thể nhìn thấy được nguyên tử ,nó còn mở ra cho chúng ta một phương pháp khác để tiếp cận với thế giới vi mô mà một thời gian không lâu sau đó nhiều loại kính hiển vi khác đã ra đời như kính hiển vi lực nguyên tử ,kính hiển vi lực ma sát … Chúng được xếp vào thế hệ kính hiển vi quét đầu dò
Điều quang trọng có ý nghĩa khoa học hơn nữa ở đây không phải là độ phóng đại mà là khai sinh phương pháp dùng hiệu ứng áp điện, quét cơ học mũi nhọn với độ chính xác cao hơn khi quét tia điện tử,hơn nữa quét được chính xác theo cả ba chiều.