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Autor Tópico: Microscópio Efeito de Tunel  (Lida 1409 vezes)

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Offline c3dr1c

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Microscópio Efeito de Tunel
« em: 04 de Abril de 2013, 20:15 »
Boas pessoal.

Estiver a pesquisar sobre microscópios de efeito de túnel e fiquei realmente interessado neste tipo de equipamento.

Para quem não sabe o que é: http://pt.wikipedia.org/wiki/Microsc%C3%B3pio_de_corrente_de_tunelamento

Basicamente utiliza-se um fenómeno quântico que trocando por miúdos funciona da seguinte maneira: imaginando que temos um electrão que tem de ultrapassar uma barreira mas não tem energia suficiente para tal, apesar disto ele consegue ultrapassar essa barreira na mesma.

Isto pode-se realizar usando uma agulha (eléctrodo) e aproximando-a de uma amostra semi/boa condutora. Electrificando a agulha e a amostra, a uma determinada distância muito próxima, o fenómeno ocorre gerando uma corrente muito fraca. Essa corrente é muito sensível com a variação da altura da ponta da agulha à amostra. Sendo assim pode-se mesurar qual a distância da ponta da agulha à amostra, motorizando a agulha de modo a varrer a amostra paralelamente e variando a sua altura de modo a manter a corrente constante. Com a variação da altura da agulha cria-se uma imagem 3D da estrutura atómica da amostra.




Estive a ver uns sites e parece que talvez se possa fazer algo deste género em casa. Encontrei estas ideias:
http://www.popsci.com/diy/article/2010-07/homemade-open-source-scanning-tunneling-electron-microscope
http://www.geocities.com/spm_stm/Project.html


De modo a controlar a agulha utiliza-se um cristal piezoeléctrico, com a contracção do disco piezo pode-se varrer a amostra com uma grande resolução.

Como agulha estava a pensar usar um filamento de tungsténio por ter uma diâmetro baixíssimo e ser de facil acesso (basta partir uma lâmpada incandesceste) :P
Ontem por acaso andava a ler e vi que utilizavam alguns filamentos de tungsténio que eram tratados com KOH para melhorar a sua ponta, mas não sei nada sobre isto...


Tenho é uma dúvida que vos gostava de expor: Será que se consegue anular o ruído electrico drasticamente de modo a fazer leituras coerentes de corrente? Isto é o que mais me preocupa...

Cumps
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Offline pedromendes10

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Re: Microscópio Efeito de Tunel
« Responder #1 em: 04 de Abril de 2013, 20:29 »
O efeito túnel da-se a distancias da ordem até dezenas de nanometros, a ponta tem de ser mesmo muito fina também, não tenho em mente o diametro necessário, mas fios de tungsténio não devem dar, normalmente as pontas são depositadas propositadamente para isto.

Não sei até que ponto consegues ter eletrónica "home made" para controlar um sistema destes, que requer a ponta a distancias da amostra muito muito pequenas, normalmente utilizam correntes também muito baixas (nA talvez).

mas já agora, para que precisas disso? Na universidade temos um e apenas é usado para utilizações muito específicas.
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Offline senso

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Re: Microscópio Efeito de Tunel
« Responder #2 em: 04 de Abril de 2013, 20:30 »
Precisas de meter isso tudo dentro de um frasco de vidro gigante e fazer vácuo, e de kV.
Presumo que sejam a mesma coisa, pena é a organização do blog, mas esse senhor, é sem duvida um génio..
http://benkrasnow.blogspot.pt/2011/02/first-photos-of-diy-scanning-electron.html

Vai andando pelo blog dele, tem umas coisas engraçadas, com por exemplo aerogel feito em casa.. :o
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Offline pedromendes10

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Re: Microscópio Efeito de Tunel
« Responder #3 em: 04 de Abril de 2013, 20:46 »
Outra coisa, o que que vais ver na resposta elétrica não é a superfície 3D da amostra, aka topologia, mas geralmente vais observar a densidade de cargas do material da amostra, isto porque, especialmente se a amostra tiver materiais de diferentes condutividades, podes ter uma superficie com uma topologia quase perfeita (lisa) e ainda assim vais ver a tua agulha mais afastada ou mais proxima da superficie, dependendo mais do material do que da rugosidade da superficie.

Para topologias, o mais usado é o AFM (atomic force microscopy).
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Offline c3dr1c

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Re: Microscópio Efeito de Tunel
« Responder #4 em: 04 de Abril de 2013, 21:28 »
Não tinha em conta que as densidades de carga iriam alterar a corrente mas tem logica, sendo assim não resulta certamente numa topologia, muito menos home-made :P

O facto das pontas serem depositadas acho que é sobre o que li sobre o KOH... Tenho de ver isso.

Precisa-va disto para me divertir e aprender algo mais ;D Mas tenho de ir dar umas leituras nesses microscopios de força atomica.


Senso isso que tu falas é um SEM, o que quero fazer é um STM. Os SEM são muito fixes, basicamente é um canhão de electrões e um detector XFlash (raios x).

E pelo que vejo sim esse senhor é um génio, tem cada projecto feito. Vou ler o blog dele que é muito interessante!!!


Cumps
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Offline pedromendes10

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Re: Microscópio Efeito de Tunel
« Responder #5 em: 04 de Abril de 2013, 23:34 »
Se quiseres posso arranjar-te umas aulinhas aqui da universidade, falei sobretudo em SEM, TEM e AFM, mas existem varias outras técnicas, dependendo sobretudo do que queiras medir.
Eng. Física

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Offline c3dr1c

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Re: Microscópio Efeito de Tunel
« Responder #6 em: 05 de Abril de 2013, 00:01 »
Isso é que era! Vinha mesmo a calhar... Thanks  :D

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Offline pedromendes10

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Re: Microscópio Efeito de Tunel
« Responder #7 em: 05 de Abril de 2013, 00:03 »
Vou procurar as aulas aqui nos arquivos, no fim de semana deixo-te pm com link da dropbox
Eng. Física

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Offline c3dr1c

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Re: Microscópio Efeito de Tunel
« Responder #8 em: 05 de Abril de 2013, 00:10 »
okok, fico à espera dos links. Mais uma vez muito obrigado.

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