扫描探针显微镜的应用领域

扫描探针显微镜用于单原子操纵：

　　1959年美国物理学会年会上，诺贝尔物理奖获得者Richard说:“如果我们能够按自己的意愿排列原子，将会出现何物?这些物质的性质如何?虽然这个问题我们现在不能回答，但我决不怀疑我们能在如此小的尺寸上操纵原子。”目前，Richard的设想可以实现了。

　　使用扫描隧道显微镜进行单原子操纵的较普遍的方法，是在针尖和试样面之间施加偏置电压。由于针尖同试样面之间的距离很小，因此，在偏置电压作用下，针尖和试样面之间将产生强大电场(109～1010V/m)。试样面上的吸附电子在强电场作用下，经过蒸发被移动或提取，在试样面上留下空穴，从而实现单原子的移动和操纵。同样，吸附在针尖上的原子也有可能在强电场作用下，经过蒸发而沉积到试样面上，完成单原子的放置。

　　利用原子力显微镜进行单原子操纵还处于研究阶段。通过控制针尖同试样面之间的距离，利用针尖和试样面原子之间不同的原子间力，实现原子操纵。目前，利用扫描探针显微镜实现原子操纵是扫描探针显微镜研究的又一新热点，并因此带动相关学科产生新一轮革命。“正是由于扫描探针显微镜的精确性和准确性，显然对传统微电子工艺形成了冲击和震动”。

　　扫描探针显微镜用于生物技术和生命科学：

　　扫描探针显微镜在生物技术和生命科学中，也具有广阔的应用前景。

　　目前扫描探针显微镜在生物技术中的主要应用有：基因分析、染色体和细胞膜分析，蛋白质和核酸聚合分析，新物种产生等领域。

　　扫描探针显微镜用于信息技术：

　　扫描探针显微镜是IBM公司的科学家发明的，它在信息技术的应用，一直是人们关注的，随着科技的进步，对芯片的计算功能和存储功能的要求越来越高，如何提高芯片的性能是信息技术追求的目标，扫描探针显微镜的产生可谓是信息技术发展的一项催化剂，必然会带动信息产业更大的发展。以纳米电子加工为例，扫描探针显微镜技术可以加工更小尺寸的器件，器件的工作频率也更快，能耗也更低。如果在1cm2Si表面用原子存储信息，可存储1015bit的信息，是目前所用的1.44Mb的7亿倍。

　　目前扫描探针显微镜技术主要应用于微电子技术、生物技术、基因工程、生命科学、表面技术、信息技术和纳米技术等各种尖端科学领域。随着纳米器件的发展和扫描隧道显微镜理论的不断完善，人类将可以用特定的原子制造特殊功能的产品。