關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞工作 訂閱。 透過購買訂閱,您正在幫助確保關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
根據本週《物理評論快報》中描述的一項新的計算機模擬,用掃描隧道顯微鏡 (STM) 觀察的物體可能看起來比實際更粗糙。雖然科學家們已經使用掃描隧道顯微鏡二十多年來建立從細胞到矽的幾乎所有東西的影像,但他們還沒有完全理解這些儀器的工作原理。新的模型填補了一些缺失的資訊,並表明更好的影像處理演算法可能會提高掃描隧道顯微鏡的總體準確性。
倫敦大學學院的維爾納·霍弗與英國和加拿大的同事合作研究原子表面和掃描隧道顯微鏡探針之間的相互作用。為了建立影像,科學家們將電壓施加到這個探針上,本質上是一個頂部帶有一個原子的精細探針,這樣在探針和表面之間就會產生一個小的隧道電流。當探針像手指閱讀盲文一樣在表面上移動時,電流會波動,從而揭示地形。
科學家們瞭解這麼多。霍弗和他的團隊在完成他們的新模擬之前沒有意識到的是,該模擬詳細模擬了所涉及原子的外部電子,探針和表面經歷了強烈的吸引力。事實上,這種吸引力非常強烈,以至於探針實際上將一些原子從表面拉起,距離可達一個原子半徑。距離的變化會改變隧道電流,從而改變掃描隧道顯微鏡影像。霍弗說,這一發現可能,除其他外,解釋了為什麼金片看起來比理論預測的更粗糙。