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1981 : invention du microscope à effet tunnel.
En permettant aux scientifiques de « palper » les atomes un par un, cet appareil révolutionne les techniques de microscopie et ouvre la voie aux nanotechnologies.

L'invention du microscope à effet tunnel

En 1981, deux chercheurs d'un laboratoire d'IBM à Zürich, Gerd Binnig et Heinrich Rohrer ont l'idée d'utiliser un phénomène quantique connu depuis 1928, l'effet tunnel, pour construire un microscope qui serait capable de repérer des atomes à la surface de matériaux conducteurs.

• Une pointe qui «palpe» la matière.

On approche de la surface du conducteur à explorer une pointe très fine (quelques atomes). On soumet une tension entre la pointe et la surface.
En physique classique, non quantique rien ne se passerait. Il y a ce qu'on appelle une barrière de potentiel entre la pointe et la surface.
Mais selon la mécanique quantique, des électrons peuvent passer dans le vide entre le conducteur et la pointe : il y a apparition d'un courant.
Plus la pointe est proche du conducteur, plus l'intensité du courant est importante : on peut ainsi savoir si l'on est proche ou non d'un atome.

• Mise en oeuvre

La réalisation d'un tel microscope est très complexe.
La précision avec laquelle on positionne la pointe est le plus gros obstacle : on utilise pour cela un système de céramiques piézo-électriques.

Le dispositif :

Ce qu'on observe :

Il faut en particulier isoler la pointe de toutes les perturbations (vibrations...) extérieures : plusieurs techniques existent ( Pour en savoir plus )

Les deux inventeurs ont reçu le prix Nobel de physique en 1986.

Depuis leur appareil a évolué et s'est perfectionné.
D'autres microscopes ont vu le jour, basés sur le même principe, mais détectant autre chose que le courant tunnel. Citons par exemple le microscope à force atomique, le microscope à force magnétique, le microscope à conductance ionique.

C'est grâce à ce saut dans la résolution des appareils qu'ont pu se développer les nanotechnologies.

Plus d'informations disponibles ici

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