FÍSICA DE SEMICONDUCTORES Aplicaciones Industriales de la Mecánica Cuántica UN Juan Camilo Ramirez Ayala Código: 30 13 de junio del 2015.

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1 FÍSICA DE SEMICONDUCTORES Aplicaciones Industriales de la Mecánica Cuántica UN Juan Camilo Ramirez Ayala Código: 30 13 de junio del 2015

2 Microscopio Atómico STM Qué es el Efecto Túnel Ocurre cuando una partícula atrapada en una barrera de potencial finita lo atraviesa y se escapa Ilustre el principio de funcionamiento de un microscopio de atómica de efecto túnel, STM (Scanning Tunneling Microscope)

3 MICROSCOPIO DE EFECTO TUNEL Un microscopio de efecto túnel, es aquel que permite tomar imágenes de superficies a nivel atómico, una buena resolución se considera en un nivel lateral de 0.1 nm. y una profundidad de 0.01 nm. A esta escala, los átomos individuales pueden ser visualizados y manipulados. Su funcionamiento esta basado en el efecto túnel, Cuando una punta conductora es colocada muy cerca de la superficie a ser examinada, una corriente de polarización, aplicada entre las dos puede permitir a los electrones pasar al otro lado mediante efecto túnel a través del vacío entre ellas. La información es adquirida monitoreando la corriente conforme la posición de la punta escanea a través de la superficie, y es usualmente desplegada en forma de imagen.

4 La utilización de este dispositivo suele ser bastante difícil, ya que requiere de superficies completamente limpias, un gran manejo, precisión y de electrónica de alta tecnología. En una instalación cuyo fin es tomar medidas en escala atómica es necesario que el elemento que se usa como sonda de medida tenga una resolución de esa misma escala. En un microscopio de efecto túnel la sonda es una punta conductora, p. ej. de Wolframio. La punta se trata para eliminar los óxidos y para que sea lo más afilada posible, idealmente que en el extremo aparezca un solo átomo.

5 Como se a dicho, el parámetro de medida es la intensidad de corriente túnel. Esta intensidad apenas alcanza los nano amperios, y además es muy sensible tanto a la distancia, como a la diferencia de tensión entre la punta y la muestra. Debido a esta sensibilidad todo el sistema está controlado electrónicamente. Así, la toma de medidas y los movimientos de la punta (realizados mediante un piezoeléctrico con precisiones de hasta 0.05 nm) son controlados por el usuario, a través de las interfaces correspondientes, mediante un PC de sobremesa. En la figura se puede apreciar el funcionamiento del microscopio

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7 En el siguiente URL se puede apreciar un video, donde se detalla claramente la utilización del microscopio de efecto túnel. https://www.youtube.com/watch?v=_8YlFxk2qp4