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标题: [揽瓜阁精读] 176.Telescope [打印本页]

作者: 小白斩鸡 时间: 2022-11-23 08:10
标题: [揽瓜阁精读] 176.Telescope
想带着大家每天坚持读英语，就拿来Source为WSY的文章（有500多篇），每天带着大家读，希望大家能坚持每天学习+阅读打卡；

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作者: Zhngmngln 时间: 2022-11-23 08:13
看一下！

作者: feijinbufeijin 时间: 2022-11-23 08:13
同意！

作者: 鲤新一 时间: 2022-11-23 08:33
看一下！

作者: Galeofi 时间: 2022-11-23 08:58
Mark一下！

作者: Sophie_Lee 时间: 2022-11-23 08:59
看一下！

作者: yurifromcanada 时间: 2022-11-23 09:14
Mark一下！

作者: Citronnella 时间: 2022-11-23 09:17
看一下！

作者: Ak777 时间: 2022-11-23 10:06
同意！

作者: NWUZS 时间: 2022-11-23 10:21
Mark一下！

作者: vickiho 时间: 2022-11-23 10:33
Mark一下！

作者: 天菜超超超 时间: 2022-11-23 10:46
Mark一下！

作者: Serenatt 时间: 2022-11-23 10:48
看一下！

作者: melodyy_ 时间: 2022-11-23 11:00
同意！

作者: 一只Irene 时间: 2022-11-23 15:05
同意！

作者: TiffanyTiti 时间: 2022-11-23 16:57
看一下！

作者: Vincent2013 时间: 2022-11-23 17:00
Mark一下！

作者: Klara100 时间: 2022-11-24 03:05
同意！

作者: abc1654 时间: 2022-11-24 07:15

作者: salamanca 时间: 2022-11-24 08:03
l

作者: salamanca 时间: 2022-11-24 08:04

作者: 0974kkk 时间: 2022-11-24 09:15
同意！

作者: 爆裂鼓手 时间: 2022-11-24 09:34
Mark一下！

作者: jush17 时间: 2022-11-24 09:59
Mark一下！

作者: jush17 时间: 2022-11-24 10:36
1. 比可见光波长更短的物质是当代科学和技术的重点对象。直到最近，这个微观世界只能通过大而笨重而且需要通过穿透性/破坏性的方法去观测，比如电子扫描和X光辐射。它还有很大的空间值得科学家们去探索。

2. 一系列新的显微镜技术实现了直接观察的可能性。这个装置可以绘制原子和单细胞形状，电磁物质属性甚至是高分辨率下的温度变化，不需要调整标本甚至暴露在高能量辐射物质中。这项进步看起来像是一项大的进步，毕竟超过100年前，德国物理学家和成像学家E.Abbe 描述了任何显微镜的基础局限是成像建立在光辐射和其他辐射：衍射使得小于一个半光波长的物质观察成为困难

3.新的显微镜成像技术是通过扫描隧道显微成像技术，发明这项专利的科学家最终获得了诺贝尔奖。这种原理是光可以在显微镜的细小通道里面不透明的镜像前发光，直接照射前面屏幕前的物体。光穿过样本或者反射回来都会被记录，这样样本就被来回扫描。这种技术的局限性将仅存在于细小通道的大小，而不再是光的波长。在这种原理下，这种装置可以获得小于半个波长物质的超高清图像

4.科学家承认定位和移动某一个物体在一个指定精度的技术是不存在的。但是一个伦敦科学家解决了这个问题。将微波辐射穿过三厘米波长，经过一个针孔的小洞，扫描前面的物件得到了所需精度的图像。

5.直到那时，精确控制样本位置和移动穿过光学显微镜成为可能。文章又提到了Russell D. Young的研究进一步验证了这个结论，通过Piezoelectric的方法。

6& 7. 在STM方法里，这个小洞是一个微小的钨探测仪。这种方法仅仅通过一个原子和0.2纳米宽的方法实现。后面具体讲了piezoelectric的成像方法。

作者: tomxeom1100 时间: 2022-11-24 10:53
<font style="vertical-align: inherit;"><font style="vertical-align: inherit;">Mark it!</font></font>

作者: 锅巴一号 时间: 2022-11-24 11:05
Mark一下！

作者: 爆裂鼓手 时间: 2022-11-24 11:15
（一）小于可见光波长的物体是当代科学技术的主要内容。生物学家研究蛋白质或DNA单分子，材料学家检查晶体中的原子级缺陷，微电子。。。直到最近，这个微小的世界还只能通过繁琐且往往具有破坏性的方法来观察，比如电子显微镜和x射线衍射。它是任何像我们所熟悉的光学显微镜那样简单直接的仪器都无法达到的。
（二）一组新的显微镜打开了这一领域的直接观察。该装置可以绘制原子和分子的形状、电、磁和机械性质，甚至温度变化的分辨率比以往任何时候都要高，而不需要修改标本或将其暴露在破坏性的高能辐射中。这一成就令人难以置信。毕竟，100多年前，EA描述了任何依靠透镜聚焦光或其他辐射的显微镜的一个基本限制：衍射会模糊小于辐射波长一半的细节。
（三）GB和HR因其在1986年获得诺贝尔奖而以扫描隧道显微镜为代表的新型显微镜克服了A壁垒。他们这样做的原理在1956年首次被描述出来。在那一年，O提出了一种显微镜，在这种显微镜中，光线可以穿过不透明屏幕上的一个小孔，照亮屏幕正前方的物体。当样本被来回扫描时，通过样品或通过孔反射回来的光被记录下来。O指出，这种扫描近场显微镜的分辨率只会受到孔洞大小的限制，而不会受到光的波长的限制。原则上，该设备可以制作超分辨率图像——图像显示的细节小于半个波长。
（四）O承认，能够以所需精确度定位和移动物体的技术还不存在。然而，EA在1972年采用了O策略，通过使用长波长辐射，绕过了A壁垒。他将波长为3厘米的微波辐射通过针孔大小的孔径，扫描物体前面的物体，以记录分辨率为150微米的图像。
（五）到那时，控制样品位置和移动的精确程度已经可以超过传统光学显微镜的分辨率。在Ash演示的同一年，RY成功地在三维空间以1纳米的精度操纵物体。他依靠p材料，当材料上的电势发生变化时，陶瓷材料的尺寸会发生微小的变化。P控制为1981年的发展开辟了道路，这是扫描近场显微镜的最高典范，即扫描隧道显微镜。
（六）在STM中，“孔径”是一个微小的探针，它的尖端磨得非常细，可能只有一个原子组成，宽度只有0.2纳米。压电控制将探针尖端控制在导电样品表面1纳米或2纳米的范围内。当在尖端有电压时，电子就会贯通过去空隙，产生微小的遂穿电流。电流的强度对缝隙的宽度非常敏感：通常情况下，每隔1次，它就会减少10倍，空隙就会增宽0.1纳米。
（七）x和y压电控制将探针以格式在样品表面来回移动，其平行轨迹之间的距离可能只有纳米的几分之一。如果探针保持一个稳定的高度，遂穿电流就会剧烈波动，当探针穿过表面原子等凸起时，遂穿电流就会增加，而当它穿过原子间的间隙时，遂穿电流就会下降到0.相反，探测器上下移动与地形一致。反馈机制可以感知隧道电流的变化，并改变施加到第三个控制单元Z上的电压。Z电压使探头垂直移动以稳定电流并保持。

作者: KeeBee 时间: 2022-11-24 15:01
打卡

作者: 薄荷柠檬 时间: 2022-11-24 15:24
mark

作者: 一只Irene 时间: 2022-11-24 15:46
176 2. telescope
TW: microscope
1.kw1: 难题
aw-: cumbersome, often destructive methods
aw-: familiar light microscope
2.kw2: new microscopes
aw+: open the realm
aw+: achievement
aw-: Abbe-limitation
x: 作用-shapes, properties, variations at a higher resolution
y: 今昔对比Abbe-the microscope more than 100 years ago-obscures half the wavelength
3.kw3: new microscope-scanning tunnel microscope
aw+: overcome barrier
x: principle
y: resolution is limited by the size of the hole
z: make images-make superresolving images smaller than half a wavelength
4.kw4: technology with needed precision did not exist& Ash adopted strategy
x: two-hundredth of a wavelength
5.kw5: with precision needed available
aw+: piezoelectric
x: piezoelectric
6.kw6: in STM“ aperture”-probe
x: piezoelectric
y: current, gap
7.kw7: x and y piezoelectric controls
x: probe maintained a steady height
y: probe moves up and down

总结：提出问题-解决问题（倒序，先讲有new microscope，再讲microscope一步步发展到new microscope）。

作者: Franceswyw 时间: 2022-11-24 15:52
看一下！

作者: 早日脱坑 时间: 2022-11-24 17:57
看一下！

作者: SaulWang 时间: 2022-11-24 18:07
看一下！

作者: sophieniu 时间: 2022-11-24 18:25
看一下！

作者: 粉墨婉转 时间: 2022-11-24 18:35
看一下！

作者: Caroline1026 时间: 2022-11-24 19:16
同意！

作者: 粉墨婉转 时间: 2022-11-24 19:16
176.Telescope
P1：
当代科技的主要研究对象: 小于可见光波长的物体。三个不同行业的例子。
如何观察这些微观物质：大且笨重的仪器设备、破坏性方法，例子：电子显微镜、 X 射线衍射。
P2：
新型显微镜：可以直接观察，有更高的分辨率、无需修改或破坏样品。
100 多年前，EA：显微镜有局限性--衍射。
P3：
新型显微镜的代表：扫描隧道显微镜，其发明者GB 和 H R获得诺贝尔奖。
O：光线会通过不透明屏幕上的一个小孔照射，照亮屏幕正前方的物体。透射或反射的光被记录。分辨率仅受孔洞大小的限制，而不受光波长的限制。该设备可以制作小于半个波长物质的超高清图像。
P4：
O：没有以所需精度来定位和移动物体的技术。
借助长波辐射， EA解决这个问题：将微波辐射穿过三厘米波长，经过一个针孔的小洞，扫描前面的物件得到了所需精度的图像。
P5：
EA：让以所需精度来定位和移动物体的技术可用。
RDY：成功操纵物体在三个维度上，用piczoslectrics 方法。
P6：
在 STM 中：这个小洞是一个微小的钨探测仪，仅由一个原子组成，宽度 2 纳米。 Piczoclectric 如何成像：导电范围。产生微小的遂穿电流。电流的强度对缝隙的宽度非常敏感。
P7：
X 和 y 压电控件在样品表面来回移动。
如果探针保持稳定的高度，隧道电流：先↑后↓到0。
探头会根据地形上下移动。
反馈机制：检测隧道电流的变化并改变施加到第三个 Z 控制的电压。
Z 电压：垂直移动探头以保持稳定电流。

作者: 不睡的鱼 时间: 2022-11-24 20:09
Mark一下！

作者: Galeofi 时间: 2022-11-24 23:29
P1: 比可见光波长还小的物体是当代科技的主要产品---举例---这个细微的世界只有使用一些带破坏性的工具才能看见---简单又直接的工具还有待探索
P2: 一系列的显微镜实现直接观察的可能性---高分辨率&不破坏性---这个进步非常大---超过100年前，E.Abbe 描述了任何显微镜的基础局限是成像建立在光辐射和其他辐射：衍射使得小于一个半光波长的物质观察成为困难
P3: 介绍另一种显微镜可以解决P2显微镜的问题-劣势-不能将物体移动到自己想要的精准位置上，或者不能更加精准的定位
另一种新的显微镜-scanning tunneling microscope解决了Abbe的问题。O'Keefe推出了一款显微镜，光线可以穿过小洞并投射到透明板上，直接在透明板前面映射出微观物体。去照亮样本或者通过小洞反射回来的光线会被反复的扫描。O'keefee认为这种“scanning near field microscope" 只受限于洞的大小但并不限制于光的波长。实际上这种显微镜可以展现出小于波长一半的那一部分的细节。（解决了P2显微镜的问题）。O'keege承认这种显微镜的缺点是在并不能将微型物体准确地定位或者移到所需的比较精确的位置。然而Ash借助了长波辐射，采用O'keefe的方法来解决了abbe的难题。他是使用一个3cm光波长的波光通过小孔并且在透明光版前扫描这个物体，并以150微米（一个1/100的波长长度）画出这个物体。
P4：Keefe认识到按所需精确度放置和挪动物体的技术不存在。Eric Ash用波长的辐射，采用Keefe的策略，在1972年克服了Abbe障碍。他将3厘米的微波穿过针眼大小的孔，扫描前面的物体，用150微粒子记录了图片。
P5：那个时候，精确的控制样本位置和移动已经存在了。在Ash实验的同一年，Russel成功用纳米技术在三维空间精确挪动物体。他用陶瓷物体在改变电子穿过P陶瓷物体变化时，陶瓷物体发生细微改变。P控制技术促进了1981年扫描近距离显微镜，扫描隧道显微镜（STM）的发展。
P6：在STM中，aperture就是一个极其微小的探测管，由单一原子组成，宽度只有2纳米。P控制技术操控尖端在1-2纳米的传输物质，如此之近以至于探测管顶端的电子和物质最近的原子交叉了。当很小的电流穿过顶端，电子隧道穿过缝隙，产生隧道电流。电子的强度对缝隙的宽度很敏感，缝隙的宽度每增加1纳米，电流强度就以10的倍数下降。
P7：X和Y的P控制技术（在二维空间管理运动）前后移动探测管通过一个物体表面，它平行的轨道距离小于1纳米。如果探测管保持固定的高度，隧道电流就会剧烈浮动，尖端通过表面原子就会增加，穿过原子的缝隙就变位0，而不是探测管上下移动。隧道电流的变化和电流的改变就用到了第三代Z控制技术，Z控制技术垂直移动探测管，让电流稳定。

作者: Monniewang 时间: 2022-11-25 07:35
thx

作者: elsewhere.xx 时间: 2022-11-25 07:48
同意！

作者: Elaine朝天阁 时间: 2022-11-25 12:54
Mark一下！

作者: salamanca 时间: 2022-11-25 15:02
1.提高分辨率的技术已经可实现，R.D.Y通过pc降低了显微镜误差，并发明了STM
2.STM工作原理
3.探测器位置对current影响，似乎这个技术有里程碑意义
4.该技术可以以从未有过的分辨率观察xxxx等，并提出德国科学家abbe很久之前提出的一个观念
5.打破了并更新了abbe的观念
6.oke承认可以定位和移动物体并且具有高精确度的技术不存在，但是后来又被推翻并证明了

作者: Elaine朝天阁 时间: 2022-11-25 17:22

问题解决

P1:物体小于光波长的物体在现代科学中成为了难以被观察到的事物，（+例子），DNA，钻石中的裂痕等都是不容易被观察到了，而这些东西目前来讲只能被那些有破坏性的物品所伤害到，比如X光，显微镜等不能观察到。

P2: 一种新的显微镜被发明出来，可以用来观察这些物品。显微镜可以了解到观察提的形状，元素，磁场等元素，且不用采取破坏性的手段，这种发明是不可知性的。因为德国物理学家表示过有困难+原理

P3: 介绍显微镜的原理（来自目前成为诺贝尔奖得主），光可以从小的洞中穿透，在屏幕上发光呈现出来，反射回来的光或者穿透的光，扫描的结果只会被洞的大小所限制，不会被光波的长短限制。可以解决成像问题。

P4: O意识到移动以及防止物体的科技还没有被发明出来，这个问题被Eric解决了，使用长波长辐射，绕过了障碍。

P5: 当时，控制样品位置和移动的精确程度已经可以超过传统光学显微镜的分辨率，给了Russel的例子，表示可以精确移动。P开辟了发展的道路，发明了STM的显微镜。

P6&P7-都是在介绍STM的特征。STM中有一个探针，很小，控制尖端的移动也很细微，同时电流强度对间隙很敏感。在表面探针来回移动时，移动距离也是极窄的，反馈的机制感知变化，相对应保持稳定。

作者: sunyran 时间: 2022-11-25 17:35
看看

作者: sunyran 时间: 2022-11-25 18:11
176.Telescope
第一段：微小物体在各领域的运用，最近利用C可以看见
第二段：新的显微镜不会损害物质，清晰度更高。100年前G和E就发现了显微镜的局限性：在波长小于一半的时候会模糊
第三段：新的显微镜克服了局限性，K表示它只会被洞的大小限制而非波长，可以显示出小于一半波长的细节
第四段：K承认技术无法精准定位和移动。但是A用长波解决了问题，展示了一个物体
第五段：控制样本位置和移动同时有着精确性的方法超过了传统的显微镜，同时，R成功在三维中操纵物体，用了P物质去改变尺寸。P开启了STM的发展
第六段：STM有个小指针，上面有电子云，电压作用时，会产生电流
第七段：XY控制指针返回或是向前，指针在平稳的高度，电流变化大。Z反应电流和电压的变化，纵向移动去稳固和保持电流

作者: Jade-z 时间: 2022-11-25 19:07
看一下！

作者: Fruzsi 时间: 2022-11-25 20:02
同意！

作者: IsIris 时间: 2022-11-25 20:41
Mark一下！

作者: wavee 时间: 2022-11-26 09:03
看一下！

作者: Deja2921 时间: 2022-11-26 23:36
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作者: 早日脱坑 时间: 2022-11-27 10:44
176.telescope
1、引入：科学家研究微小的物质用到的办法比较笨拙
现代科学和技术很多在研究波长比可见光波长短的objects/直到最近这个minute的世界都只能通过具有破坏性的笨重的方法来观察。
2、一个新的显微镜出现。最开始是EA提出的显微镜都有局限。
一个新的显微镜让我们可以直接观察。这个设备可以..../一百年前，EA曾说过任何依赖于lenses来聚光或其他辐射的显微镜都有一个基础的局限：衍射会使得小于one half的波长变得不清晰。
3、AO的提出的原理突破了EA所说的局限，但由提出另一个局限
这个新的显微镜则突破了EA所说的局限。1956年这个原理被提出。由AO提出的显微镜-光通过一个小洞照在透明的屏幕上，照亮object，反射回来的光会被记录下来。分辨率只会受限于洞的大小而不是波长。
4、EA突破了AO的局限
AO承认当前的技术还不能够精确的position和move object。但EA运用AO的策略，克服了他曾说的限制。他让微波辐射穿过了小孔大小的缝隙，并扫描了前方的物品。
5、RDY利用新的技术发展了STM
那时，精确position和move object的技术也已成熟。同年，RDY成功在三维中操控objects，精确度达到纳米。他依靠于piezoelectics，压电控制开启了STM的发展。
6、STM的原理
STM的孔是一个小的探针，它的尖端磨得很细，所以只有包含一个原子和检测2纳米宽。压电控制操控tip离样品表面很近，近到探针尖端原子的电子云与样品中最近原子的电子云重叠。当小电压applied到tip时，电子穿过gap，形成电流。电流的强度受gap宽的影响，越宽越小。
压电控制的xy使得探针前后左右移动。如果探针保持在一个高度，电流就会发生较大的波动，所以有一个反馈机制会感受电流的变动，让Z控制探针的上下移动

作者: 麻辣香锅 时间: 2022-11-27 12:45
看一下！

作者: estellartie 时间: 2022-11-27 17:30
同意！

作者: Ranyo 时间: 2022-11-27 17:47
看一下！

作者: KindlyAccept 时间: 2022-11-27 19:08
看一下！

作者: Robertt 时间: 2022-11-27 19:14
Mark一下！

作者: taylor_2008 时间: 2022-11-27 20:32
同意！

作者: ladyJH 时间: 2022-11-27 20:52
看一下！

作者: 林limbo 时间: 2022-11-28 00:25
看一下！

作者: 晴汪汪 时间: 2022-11-28 11:17
同意！

作者: 晴汪汪 时间: 2022-11-28 16:05
176.Telescope
生词：
atomicscale原子级
diffraction衍射，宽龟裂状的
nanometer十亿分之一米；毫微米
piezoelectrics压电体; 压电材料; 压电
tungsten钨
minuscule微小的
exquisite精致的
段落大意：
1、小于可见光波长的东西是当代科技的重要研究部分。【举例...】微型事物一般借助electron microscropy和x光衍射的方式观察，它们一般是繁重、有破坏性的，无法通过普通光学显微镜看到。
2、有一系列新的显微镜可以不使用破坏性射线，而绘制出原子形状结构甚至温度变化。这个成就很重大，因为100年前的显微镜的一大缺点就是模糊了这些细节。
3、这种新显微镜属于扫描隧道显微镜，这种显微镜由GB和HR发明，1986年得了诺贝尔奖，原型是光学显微镜。OK发明了scanning near-field microscope，可以看details smaller than half a wavelength
4、OK承认技术不能精确定位和移动一个物体。但EA通过给长波长分类，利用OK的策略绕过了abbe barrier。
5、在那时，控制样本的位置和移动变得可行。
6、7、STM结构，运作方式。

作者: elvis馒头 时间: 2022-11-28 16:49
看一下！

作者: iririlua 时间: 2022-11-28 22:26
看一下！

作者: ivantxy 时间: 2022-11-28 22:48
同意！

作者: Eleanorsys 时间: 2022-11-28 22:58
1

作者: 酥酥酥软糖 时间: 2022-11-28 23:01
111

作者: iririlua 时间: 2022-11-28 23:01
Main Point: introduce the development of STM, which allows scientists nowadays to explore the minute world

Article Structure:
Part I (P1&2) context setting: object smaller than wvl of visible light was not available to research w/o damaging previously and the main bottle neck is the diffraction that obscures details smaller than 1/2 wvl of radiation

Part II (P3-P5) the process of development of light microscope (organized by key challenges and how scientists resolved them)
- Challenge 1: diffraction issue - solved by Okfee and EA by using pinhole to remove the limit on wvl
- Challenge 2: difficulty to control sample's movement and position - solved by RDY using piezoelectrics

Part III (P6-7): development of STM
- introduction of key parts of STM: probs and piezoelectric controls maneuver the tip and how the tunneling current was formed
- probe moves up and down vertically with topography to stabilize current (Z control)

作者: ladyJH 时间: 2022-11-28 23:45
176 telescope
第一段：objects 小于可视光的wavelength是当代重要的science。直到最近，这些小东西能被看见only by destructive methods。
第二段：一种新型microscope open direct observation。它不会modify 样本或者damage it。
A等人描述了microscope的limitation：依赖lens to focus light 和 radiation
第三段：这种新的microscope克服了A说的情况。OK说了它的原理：这个microscope，light可以通过一个小洞shine，illuminate 在screen前的物体。Light通过样本被transmit，或通过洞被reflect，会被记录，就可以被scan了。这种microscope只被limit by洞的大小，而不是光的wavelength。通过这种原理，device可以make super images。
第四段：但是，Ok说能够控制位置、moving object以需要的精确度的技术didnot exist。但是E通过long-wavelength radiation，采用OK的方法克服了A说的困难。他用了一个长wavelength，pass microwave radiation穿过了针孔大小的aperture，scan the object，记录了image。
第五段：在那个时期，控制sample的position和movement去克服light microscope的问题变得available。R用一种P材料，它会改变size slightly，当ep穿过材料被changed的时候。P control就为STM的发展打开了大门
第六段：in STM, aperture 是一个小的探测器，它的tip的一些特征。。操作原理
第七段：操作原理

作者: 橘子老虎 时间: 2022-11-29 00:05
Mark一下！

作者: 肥宅二号 时间: 2022-11-29 03:56
看一下！

作者: 肥宅二号 时间: 2022-11-29 04:23
DAY176 Telescope
P1: 使用类比方法列举可见光比较短的物体一直是现代科学的主要课题
P2: 介绍新一种的显微镜，可以看到原子级和分子级别的形状，并且不需要使用有破坏性的涉嫌
P3: 介绍显微镜的原理，一开始1955年时用透光法将图像打到幕布上，这个原理的显微镜不会受到光的波长的限制，只会收到洞的大小的限制
P4: 在1972的时候，EA突破了原来有的限制，使用了三厘米波长的微波，穿透了图钉尖大小的孔洞（大意这里是第一次突破了限制）
P5: 同年，RD成功在调整观察对象精确度到达一纳米的情况下观测对象，主要是归功于P这种材料，它可以根据电子穿过材料而改变性质。
P6-7: 描述这种材料为什么能够使精确的控制成为可能

作者: sssue 时间: 2022-11-29 11:47
Mark一下！

作者: 水树奈奈 时间: 2022-11-29 15:42
同意！

作者: luchenfeng 时间: 2022-12-1 18:13
看一下！

作者: IrisGMAT750 时间: 2022-12-1 19:54
700

作者: 皮皮芃 时间: 2022-12-2 12:43
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作者: 皮皮芃 时间: 2022-12-2 14:39
176 cumbersome笨重的 exquisitely精巧地
1.观察不可见光是近代科学的重要任务，但是观察他们的这些工具都有破坏性
2.一种新显微镜能够让这一领域直观展现，而且不会伤害标本
3.新显微镜让实验室获得了诺贝尔奖，另一个人发明了一个能小孔成像透过光的显微镜，但是也有对于小孔的限制
4.另一个人采纳了上一个人的方法去绕过困难，然后讲了他是怎么做的
5.在那之后控制传统光学显微镜下的样本位置和移动问题就解决了，RD成功对三个尺寸进行了高精度的操控，P成功实验了扫描近景的显微镜STM
6.介绍STM，还有P是如何实验的
7.探针是停留在某一高度还是上下运动情况不同

作者: 耐高温北川 时间: 2022-12-3 08:23
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作者: G_ellen 时间: 2022-12-3 09:13
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作者: 耐高温北川 时间: 2022-12-3 18:50
1、研究小于可见光波长的物质是当代科学与技术的主流，举例三个领域微观观察的应用；现在微观观察有了突破性方法，这些方法是简单仪器无法直接达到的；
2、一种新型显微镜将微观观察拓宽到可以直接观察。在不需要修改标本或将其暴露在强光中的情况下，这种设备可以以更高的分辨率映射出微观例子或特征，这种方法是难以置信的，毕竟一百多年前Abbe提出显微镜需要用透镜聚焦光线的限制；
3、新型显微镜轻松解决了上述障碍。光穿过小孔来成像，这种方法将限制从光线的波长转移到孔的大小；
4、OK认为精确定位和移动一个物体的技术是不存在的。然而EA这个人成功用长波辐射的都=来规避Abbe提出的障碍，展开说具体操作
5、那时开始有了超过传统光学显微镜分辨率的精确控制样本位置和移动的方法。RDY这个人成功以极小的精确度来操控三维物质，他依靠的是可以轻微改变大小的piezoelectrics- ceramic材料。piezoelectric controls使新型显微镜（STM）得以发展；
6、探针尖端的微电子重叠产生微小电流，电流的强弱受gap宽度的影响，约宽电流越小；
7、piezoelectric改变probe的状态，从而电流受影响（xyz三个维度上）

作者: vogue123 时间: 2022-12-3 19:49
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作者: 七七呀 时间: 2022-12-6 20:39
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作者: PennyWen95 时间: 2023-1-15 17:24
[揽瓜阁精读] 176.Telescope
小于可见光波长的物体是当代科学和技术的主要内容。生物学家研究蛋白质或DNA的单分子;材料科学家检查晶体中的原子级缺陷;微电子工程师布置的电路图案只有几十个原子厚。直到最近，这个微小的世界只能通过繁琐的，通常是破坏性的方法，如电子显微镜和X射线衍射。它超出了任何仪器的范围，就像熟悉的光学显微镜这样简单直接。
一系列新型显微镜为直接观察打开了这一领域。这些设备能够以比以往更高的分辨率绘制原子和分子形状、电、磁和机械特性甚至温度变化，而无需修改样品或将其暴露在有害的高能辐射中。这一成就似乎难以置信。毕竟，100多年前，德国物理学家和透镜制造商Emst Abbe描述了任何依靠透镜聚焦光线或其他辐射的显微镜的根本局限性：衍射掩盖了小于辐射波长约一半的细节。
以扫描隧道显微镜为代表的新型显微镜，IBM苏黎世研究实验室的Gerd Binnig和Heinrich Rohrer于1986年获得了诺贝尔奖，克服了这一阿贝障碍。他们这样做的原则是在1956年首次描述的。那一年。当时美国陆军测绘局的A. O'Keefe提出了一种显微镜，其中光线将通过不透明屏幕上的一个小孔照射，直接照亮屏幕前方的物体。通过样品透射或通过孔反射回来的光将被记录下来，因为样品被来回扫描。O'Keefe指出，这种“扫描近场显微镜”的分辨率仅受孔的大小限制，而不受光波长的限制。原则上，该设备可以制作超分辨率图像 - 显示小于半个波长的细节的图像。
O'Keefe承认，能够以所需的精度定位和移动物体的技术并不存在。然而，通过诉诸长波长辐射，伦敦大学学院的埃里克·阿什（Eric Ash）在1972年采用了奥基夫策略来绕过阿贝屏障。他通过一个针孔大小的孔径将波长为三厘米的微波辐射穿过，并扫描它前面的一个物体，以记录分辨率为150微米的图像 - 百分之二的波长。
到那时，控制样品位置和运动的方法已经变得可用，其精度超过了传统光学显微镜的分辨率。在Ash演示的同一年，美国国家标准局的Russell D. Young成功地操纵了三维物体，精度约为一纳米（十亿分之一米）。他依靠压电陶瓷材料，当材料上的电势改变时，这种材料的大小会略有变化。
压电控制为1981年扫描近场显微镜，扫描隧道显微镜或STM的最高示例的发展开辟了道路[参见Gerd Binnig和Heinrich Rohrer的“扫描隧道显微镜”;《科学美国人》，1985年8月）。
在STM中，“孔径”是一个微小的钨探针，它的尖端磨得很细，可能只由一个原子组成，宽度只有2纳米。压电控制将尖端操纵到导电试样表面的一纳米或两纳米以内 - 如此之近，以至于探针尖端的原子的电子云和试样最近的原子重叠。当向尖端施加小电压时，电子在间隙上“隧道”，产生微小的隧道电流。电流的强度对间隙的宽度非常敏感;通常，每次间隙扩大1纳米（原子直径的一半）时，它都会减少10倍。
X和y压电控制（控制平面二维的运动）以光栅图案在样品表面上来回移动探头，其平行轨迹可能相隔几分之一纳米。如果探头保持稳定的高度，隧穿电流将急剧波动，当尖端经过表面原子等凸起时增加，并在穿过原子之间的间隙时下降到无处。相反，探头与地形一致地上下移动。反馈机制检测隧道电流的变化，并改变施加到第三个Z控制器的电压。Z 压电垂直移动探头以稳定电流并保持。

作者: lxw111 时间: 2023-7-21 23:39

1、 background—demand for the instrument to observe the minute world-smaller than half the wavelength.
a) until recently only by cumbersome, destructive methods.
b) Lay beyond the reach of direct instrument

2、 Introduction of new microscopes
a) Capability: Can map atomic& molecular shapes, electrical, magnetic and mechanical properties and temperature variations, without damaging.
b) 100year ago Abbe: relying on lenses to light or other radiation limited the observation because of diffraction which obscures details smaller than half the wavelength.

3、 The evolution of the scanning tunneling microscope

a) GB& HR : received a Noble prize in 1986(first described in 1956)- overcome Abbe barrier.
b) OKe--1956: propose a microscope in which light transmitted through the specimen; this one can show details smaller than half wavelength.
c) OKe: acknowledged that technology capable of positioning and moving an object with the needed precision did not exist.

d) Ash--1972: -resorted to long-wavelength radiation. - adopted the OKe’s strategy to circumvent the Abbe barrier. -recorded an image with a resolution of 150 micros-one two- hundredth of a wavelength.

e) Young—1972: -succeed in manipulating objects in three dimensions with a precision of a nanometer. -relied on piezoeletrics-ceramic materials. -piezoeletric controls opened the way to the development of the STM.

4、 Operating principle of STM
a) Aperture is tiny probe. Piezoelectric controls maneuver the tip to within a nanometer of the surface of specimen.
b) Voltage is applied to the tip, electrons tunnel across the gap. Generating tunneling current whose strength is corresponded to the width of the gap.
c) Three dimensions: X and y (two dimensions of a plane ) piezoelectric controls move the probe back and forth; Z piezoelectric moves vertically to stabilize the current.

作者: YannTse1111 时间: 2023-9-28 15:28

-小于可见光波长的物质是当今科学技术的staple。

-科学家研究dna、晶体结构、原子等等。

-直到最近微观世界才被电子显微镜和x光diffraction观察到。

-这些仪器超越了以前简单的显微镜，

-新的显微镜带来新的观察。

-描述技术进步，功能变多了，损耗减少了。

-100年前的显微镜还有限制：折射导致小于波长一半的物质看不清。

-新的望远镜是scanning tunneling望远镜，1986年发明者GB和HR突破了Abbe barrier赢得了诺贝尔奖。

-O在1956年提出原理：光通过小洞照射到不透明的屏幕，照亮样本；光穿过样本反射回洞口会被记录扫描下来。

-解决“scanning near-filed microscope”的办法就是限制洞口大小不被光的波长穿过。

-这种原理下仪器就能显示小于波长一半的物体。

-EA采用了O的原理尝试解决长波辐射避开Abbe barrier。

-解决传统显微镜存在的问题变得有可能。

-RDY也进行尝试。

-到了1981年GB和HR实现突破制造出了scanning tunneling望远镜（STM）。

-解释STM的原理，要用到一根探针

-探针如何操纵使用。

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