Wie heeft de scanning-tunnelmicroscoop uitgevonden?

De scanning tunneling microscope of STM wordt veel gebruikt in zowel industrieel als fundamenteel onderzoek om beelden op atomaire schaal te verkrijgen van metalen oppervlakken. Het biedt een driedimensionaal profiel van het oppervlak en biedt nuttige informatie voor het karakteriseren van oppervlakteruwheid, het observeren van oppervlaktefouten en het bepalen van de grootte en conformatie van moleculen en aggregaten. 

Gerd Binnig en Heinrich Rohrer zijn de uitvinders van de scanning tunneling microscope (STM). Uitgevonden in 1981, gaf het apparaat de eerste afbeeldingen van individuele atomen op de oppervlakken van materialen.

Gerd Binning en Heinrich Rohrer

Binnig ontving samen met collega Rohrer in 1986 de Nobelprijs voor de natuurkunde voor zijn werk in scanning tunneling microscopy. Dr. Binnig werd geboren in 1947 in Frankfurt, Duitsland en woonde J.W. Goethe University in Frankfurt en behaalde een bachelor's degree in 1973 en een doctoraat vijf jaar later in 1978.

Hij sloot zich datzelfde jaar aan bij een onderzoeksgroep natuurkunde van het Zurich Research Laboratory van IBM. Dr. Binnig werd toegewezen aan het Almaden Research Center van IBM in San Jose, Californië van 1985 tot 1986 en was gasthoogleraar aan de nabijgelegen Stanford University van 1987 tot 1988. Hij werd benoemd tot IBM Fellow in 1987 en blijft lid van het onderzoekspersoneel bij IBM in Zürich Onderzoekslaboratorium. 

Dr. Rohrer, geboren in 1933 in Buchs, Zwitserland, volgde een opleiding aan het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie in Zürich, waar hij in 1955 zijn bachelor behaalde en zijn doctoraat in 1960. Na het postdoctorale werk aan het Zwitserse Federale Instituut en Rutgers Dr. Rohrer, universiteit in de VS, trad toe tot het nieuw gevormde Zurich Research Laboratory van IBM om onder meer Kondo-materialen en antiferromagneten te bestuderen. Daarna richtte hij zijn aandacht op scanning tunneling microscopie. Dr. Rohrer werd in 1986 benoemd tot IBM Fellow en was van 1986 tot 1988 manager van de afdeling Physical Sciences van het Zurich Research Laboratory. Hij ging met pensioen in IBM in juli 1997 en stierf op 16 mei 2013.

Binnig en Rohrer werden erkend voor het ontwikkelen van de krachtige microscopietechniek die een beeld vormt van individuele atomen op een metaal- of halfgeleideroppervlak door de punt van een naald over het oppervlak te scannen met een hoogte van slechts enkele atoomdiameters. Ze deelden de prijs met de Duitse wetenschapper Ernst Ruska, de ontwerper van de eerste elektronenmicroscoop. Verschillende scanmicroscopieën gebruiken de scantechnologie die is ontwikkeld voor de STM.

Russell Young en de Topografiner

Een vergelijkbare microscoop genaamd de Topografiner werd uitgevonden door Russell Young en zijn collega's tussen 1965 en 1971 bij het National Bureau of Standards, momenteel bekend als het National Institute of Standards and Technology. Deze microscoop werkt volgens het principe dat de linker en rechter piëzo-drivers de punt over en iets boven het monsteroppervlak scannen. De centrale piëzo wordt bestuurd door een servosysteem om een ​​constante spanning te handhaven, wat resulteert in een consistente verticale scheiding tussen de punt en het oppervlak. Een elektronenvermenigvuldiger detecteert de kleine fractie van de tunnelstroom die wordt verspreid door het oppervlak van het monster.