Microscopio

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microscтpio
Lessicosm. [sec. XVIII; micro-+ -scopio]. Strumento per l'osservazione, o la fotografia, di oggetti molto
piccoli di cui fornisce un'immagine convenientemente ingrandita. Fig.: guardare, esaminare al m.,
analizzare, criticare minuziosamente, con pedanteria. Tecnologia: il microscopio ottico, generalitаE' schematicamente costituito da un obiettivo e da un oculare. Il primo и posto vicino all'oggetto e
ne fornisce un'immagine reale; di questa immagine l'oculare fornisce o un'immagine virtuale,
visibile dall'osservatore, oppure un'immagine reale, fotografabile. Fanno parte dello strumento
anche un condensatore, per illuminare convenientemente l'oggetto in osservazione (cioи il
preparato), la parte meccanica di sostegno e i dispositivi di regolazione della distanza
dell'apparecchio dall'oggetto e di messa a fuoco. Sono caratteristiche del m. l'ingrandimento, il
potere risolutivo, l'apertura numerica, la profonditа di fuoco, la luminositа. Si intende per m.
semplice la comune lente di ingrandimento, mentre i m. descritti in questa voce sono detti
composti. L'illuminazione dell'oggetto, o del preparato, puт essere effettuata in due modi diversi:
in luce trasmessa e in luce riflessa. Ciascuna di queste illuminazioni puт essere poi a campo
chiaro e a campo scuro. L'illuminazione in luce trasmessa и usata quando l'oggetto и
trasparente; si invia allora su di questo un fascio luminoso, la cui direzione coincide con l'asse
del m., che lo attraversa da parte a parte. Poichй il fascio penetra nell'obiettivo, le parti opache
del preparato appaiono scure su fondo chiaro. Il dispositivo di illuminazione comprende uno
specchio (concavo o piano) e un condensatore. In taluni casi puт convenire, per evitare effetti di
interferenza, che sul preparato da osservare si formi l'immagine della sorgente luminosa, in
modo che ciascun punto del preparato diventi una sorgente indipendente (illuminazione critica).
Un altro metodo di illuminazione consiste nel disporre la sorgente S nel fuoco anteriore del
condensatore, sicchй il preparato P viene attraversato da un fascio di raggi paralleli. Per
preparati molto sottili e molto trasparenti, per evitare l'abbagliamento dovuto al fascio luminoso
cheli attraversa, il flusso luminoso viene inviato sul preparato molto inclinato rispetto all'asse,
sicchй l'obiettivo raccoglie solo luce diffusa; l'illuminazione e il m. si dicono allora a campo
oscuro. Questo tipo di illuminazione, che caratterizza l'ultramicroscopio, и realizzato mediante
un condensatore cardioide. Gli ultramicroscopi hanno un potere risolutivo molto elevato. Nel
caso che il preparato sia opaco, l'illuminazione viene fatta dalla parte superiore del preparato,
quindi l'oggetto deve essere osservato in luce riflessa (illuminazione per riflessione). Un metodo
и quello di inserire nel m. un prisma a riflessione totale poco sopra l'obiettivo, che funge anche
da condensatore, sicchй sul preparato viene proiettata un'immagine della sorgente. Altri metodi
sfruttano invece la riflessione per angoli di incidenza prossimi a 90є (incidenza radente) del
flusso luminoso sul preparato; и tale il metodo che sfrutta l'epicondensatore di Zeiss nel quale la
sorgente luminosa и posta dopo il preparato e l'incidenza radente и ottenuta mediante specchi. Il
complesso del m. и costituito da un robusto organo di sostegno (stativo St) avente un braccio
superiore B di cui fanno parte i tubi che portano l'obiettivo Ob e l'oculare Oc; talvolta i tubi sono
incernierati per poterne variare l'inclinazione. Nei m. di tipo piщ recente i due tubi sono separati
da un prisma. L'obiettivo Ob forma l'immagine reale capovolta ingrandita yў dell'oggetto y;
l'oculare Oc forma l'immagine virtuale diritta ingrandita yІ di yў. Tale schema corrisponde alla
disposizione piщ usuale di oculare negativo, generalmente a due lenti, del tipo di Huygens,
acromatico, a campo esteso, utilizzato quando non и necessario l'uso di un reticolo da
sovrapporre alla immagine. Si usa anche l'oculare positivo di Ramsden, di campo piщ ristretto.
Come obiettivi si usano sistemi a piщ lenti (da quattro a dieci) detti a secco se il mezzo interposto
fra l'ultima lente e l'oggetto и l'aria (indice di rifrazione n=1), oppure a immersione se il mezzo
interposto fra l'ultima lente e l'oggetto и p. es. l'acqua (n=1,33) o l'olio di cedro (n=1,515) o la
monobromonaftalina (n=1,615); l'immersione ha lo scopo di aumentarne l'apertura numerica.
Esistono anche obiettivi a specchi, che hanno il vantaggio di dare un potere risolutivo
indipendente dal colore della luce, ma sono di costruzione piuttosto complessa. In figura 3 и
visibile, fra le altre parti del m., il dispositivo di illuminazione per trasparenza, con il
condensatore e lo specchio. Altri m., come accennato, usano invece l'illuminazione per
riflessione. Le prestazioni migliori di un m. composto (tenendo conto del potere di separazione
angolare dell'occhio umano) corrispondono a un potere risolutivo < vedi formula > (in cui Dx и la minima
distanza tra due punti che appaiono distinti all'osservatore), con Dx=0,25ё0,30 mm e a un
ingrandimento visuale G=700. Si costruiscono anche m. binoculari, costituiti da due m. composti
eguali e affiancati, i cui assi sono diretti verso lo stesso punto del preparato.
Essi hanno il vantaggio di determinare la percezione del rilievo, ma per evitare lo scambio fra
incavi e rilievi, dovuto all'inversione delle immagini, occorre inserire un prisma raddrizzatore fra
ciascun obiettivo e il corrispondente oculare. La distanza fra i due oculari deve corrispondere alla
distanza media fra gli occhi, ca. 65 mm. Tali m. sono usati per lo studio di materiale biologico e
per la lavorazione di pezzi molto piccoli, di alta precisione. Tecnologia: il microscopio ottico a interferenza E' costituito dall'insieme di un m. composto del tipo precedente e di un interferometro, atto
all'osservazione di frange di interferenza localizzate su un punto del preparato; queste sono
dovute alla differenza fra due cammini ottici corrispondenti a due spessori diversi. Puт
funzionare con luce monocromatica o con luce bianca. Nell'apparecchio di Dyson, il sistema
ottico и atto all'osservazione del punto Pў, nel quale arriva il raggio EPў. Ma nel punto E sono
confluiti due raggi, che hanno percorso due cammini diversi, entrambi originati dalla sorgente S;
il primo ha attraversato la lamina L1, indi il preparato in P, si и riflesso in C nel raggio CD, nella
lamina L2, indi si и riflesso in F nello specchio concavo M, indi si и riflesso in E seguendo il
percorso FEPў; il secondo raggio ha invece seguito il percorso SABDFEPў (B и uno specchio)
attraversando il preparato in un punto diverso da P. Si comprende come dall'osservazione di
frange si possano dedurre le differenze di spessore del preparato in luce monocromatica; se la
luce и bianca saranno osservabili frange colorate. Tecnologia: il microscopio ottico a contrasto di faseIntroduce nel sistema ottico una lamina di fase, ossia una lamina trasparente che in una zona
anulare ha un incavo, con conseguente differenza di cammino ottico, fra raggi adiacenti e quindi
contrasto di fase nell'immagine. Sul diaframma anulare D incide un fascio luminoso di raggi
paralleli che, mediante il condensatore, si concentra sul preparato; in assenza della lamina L
l'immagine vista dall'osservatore S non sarebbe costituita da frange di interferenza, perchй i
centri delle onde diffratte dal preparato non vibrano in fase; ma introducendo la lamina L, di
dimensioni opportune e della stessa forma di D, si creano differenze di cammino ottico fra i raggi
corrispondenti a zone anulari vicine, quindi queste vengono visibilizzate per contrasto di fase.Tecnologia: il microscopio ottico a fluorescenzaE' un m. ordinario nel quale il preparato viene illuminato con luce ultravioletta, in modo da
diventare fluorescente e quindi visibile. И utilizzato, p. es., per preparati costituiti da anticorpi
marcati con sostanze fluorescenti. Tecnologia: il microscopio ottico polarizzatore Differisce dagli ordinari m. composti perchй il preparato и posto fra due lamine Polaroid, una
polarizzatrice e una analizzatrice. Le due lamine hanno i piani di polarizzazione incrociati,
sicchй, in assenza di preparato, il campo appare oscuro. Se il preparato и otticamente
anisotropo, esso fa ruotare il piano di polarizzazione in modo che nel campo del m. appaiono le
strutture del preparato, variamente colorate per doppia rifrazione, in luce bianca. Tecnologia: il microscopio ottico a raggi XSfrutta la proprietа dei raggi X di avere un potere penetrante assai superiore alla radiazione
ottica. Schematicamente, и costituito da un cannone elettronico S nel quale un fascio di
elettroni F investe un bersaglio B di dimensioni opportune, che diventa una sorgente di un fascio
F di raggi X; questi attraversano il campione C e impressionano la lastra fotografica L retrostante.
Il m. a raggi X, il cui potere risolutivo corrisponde a valori di Dx compresi fra.0,2 e 2 mm, и
impiegato per esami tecnologici (difetti di metalli e leghe, studio di saldature, controllo di
materiali ceramici), ricerche di parassiti in agricoltura, ricerche biologiche o mediche. mTecnologia: il microscopio ottico a lampeggiamento(blink microscope), strumento ottico comparatore, и usato in astronomia per l'individuazione di
sorgenti variabili (nuclei attivi di galassie, pianetini, stelle variabili, novae, supernovae).
Consente la visione, in rapida alternanza, di due campi celesti gemelli fotografati in epoche
differenti. Le modificazioni di splendore, cui ogni sorgente del campo sia andata eventualmente
incontro, vengono a rivelarsi nell'apparecchio tramite una sorta di lampeggiamento che si
produce alla vista, in corrispondenza della relativa immagine, nel corso del rapido sostituirsi dei
due campi fotografici.
Tecnologia: il microscopio elettronico, generalitаAlla base della progettazione e della costruzione dei m. elettronici sta la considerazione che
a ogni particella materiale puт essere associata un'onda. La lunghezza di quest'onda и legata
alla velocitа, v, e alla massa, m, della particella attraverso la relazione < vedi formula > , in cui h и la co-
stante di Planck. Le dimensioni del piщ piccolo particolare osservabile attraverso un m., cioи il
potere risolutivo dello strumento, sono d'altronde proporzionali alla lunghezza d'onda della
radiazione usata per illuminare l'oggetto. Il minimo valore della lunghezza d'onda attribuibile a
una radiazione luminosa и dell'ordine di 400 nm e ciт pone dei limiti invalicabili alle dimensioni
del particolare osservabile. Accelerando elettroni ad alta velocitа si possono perт ottenere
lunghezze d'onda molto minori di quelle luminose. Esistono tre tipi di m. elettronici: i m. a
trasmissione, i m. a scansione e i m. a emissione di campo. Tecnologia: il microscopio elettronico a trasmissioneHa una struttura schematica simile a quella di un m. ottico: la sorgente di luce и sostituita da una
sorgente di elettroni e al posto delle lenti ottiche si hanno lenti elettromagnetiche. L'interno del m.
elettronico и sotto vuoto. La sorgente fornisce un fascio di elettroni di velocitа uniforme, che
viene concentrato su una pellicola sottile del campione da osservare. Il fascio di elettroni, dopo
avere attraversato il campione, viene sottoposto all'azione dei campi magnetici dell'obiettivo e
del proiettore e giunge su uno schermo fluorescente, dove produce l'immagine visibile, oppure
su una lastra fotografica. I m. di questo tipo permettono di ottenere ingrandimenti di qualche
centinaio di migliaia di diametri, cioи di due ordini di grandezza superiori ai massimi
ingrandimenti ottenibili per via ottica. Il minimo dettaglio distinguibile nell'oggetto risulta minore
di un milionesimo di millimetro, contro il decimillesimo di millimetro del m. ottico. Tecnologia: il microscopio elettronico a scansioneNel m. elettronico a scansione (o SEM, Scanning Electron Microscope) il fascio elettronico
emesso dalla sorgente и comandato in modo da eseguire una scansione di tipo televisivo ed
esplorare, elemento per elemento, la superficie dell'oggetto in esame. Gli elettroni trasmessi, o
emessi, dai successivi elementi di superficie colpiti dal fascio elettronico sono raccolti da un
collettore e danno origine al segnale di comando del cinescopio sul cui schermo si forma
l'immagine ingrandita. Con i m. elettronici a scansione si possono ottenere ingrandimenti di oltre
seimila diametri; la definizione и di circa un millesimo di millimetro. Le risoluzioni e gli
ingrandimenti raggiungibili con il SEM sono quindi intermedi (ma spesso и conveniente avere
anche ingrandimenti inferiori a quelli del m. ottico) tra quelli del m. ottico e quelli del m.
elettronico a trasmissione. Rispetto a quest'ultimo il SEM ha il vantaggio di una grande
profonditа di campo e consente quindi l'esame diretto di superfici anche molto ruvide. Con il SEM
si possono distinguere regioni superficiali di diversa composizione chimica e rilevare la
distribuzione del potenziale elettrico sulla superficie dei conduttori. La caratteristica piщ
straordinaria del SEM и perт quella di fornire una rappresentazione eccezionalmente
realistica e tridimensionale dell'oggetto osservato. Il m. a scansione trova applicazioni numerose
sia in campo biologico sia, soprattutto, nel campo della tecnologia dei materiali. In queste
applicazioni, accoppiato a elaboratori elettronici di ridotte dimensioni, permette di effettuare
analisi quantitative anche in regioni estremamente limitate del campione. Tecnologia: il microscopio elettronico a emissione di campoUn altro tipo di m. elettronico и quello a emissione di campo, in cui l'oggetto da osservare,
sottoposto a campi elettrici molto intensi, и anche la sorgente degli elettroni (o degli ioni positivi)
utilizzati per la visualizzazione. Col m. a emissione di campo la definizione arriva al livello
atomico e si possono avere ingrandimenti di un milione di diametri. Tecnologia: il microscopio ottico a scansione a prossimitа di campo o microscopio tattileUna evoluzione del m. elettronico и il cosiddetto N.S.O.M. (Near-Field Scanning Optical
Microscope; m. ottico a scansione a prossimitа di campo) detto anche popolarmente m. tattile,
sviluppato nel 1996 dal fisico americano E. Betzig (AT&T) e che invece di colpire gli oggetti con la
luce o con elettroni, li "tocca" spostandosi su di essi con una minuscola sonda con un raggio
laser, a una distanza di 20 nm, cioи a una distanza che permette di superare la legge sulla quale
si и basata finora la microscopia, per cui non и possibile vedere dettagli piщ piccoli rispetto alla
lunghezza d'onda che si sta usando, quella della luce nel caso di un m. tradizionale o quella
dell'elettrone nel m. elettronico. Il m. tattile riesce invece ad avvalersi di un'altra legge fisica
secondo cui qualsiasi tipo di onda puт essere scomposta in una serie di onde di lunghezza
inferiore, ma che si attenuano rapidamente allontanandosi dalla fonte. Poichй и praticamente a
contatto con gli oggetti da esaminare, il microscopio-scanner riesce a sfruttare anche queste
frequenze "evanescenti", inferiori a quelle della luce della sonda e quindi in grado di rilevare
dettagli piщ piccoli. La sonda del m. N.S.O.M. и progettata in modo da poter penetrare facilmente
all'interno di cavitа e angoli senza danneggiare i campioni, anche se biologici.
Questa caratteristica differenzia sensibilmente il m. tattile da quello elettronico, nel quale i
materiali da esaminare vengono colpiti da particelle ad alta energia. Anche se non raggiunge lo
stesso livello di dettaglio del m. elettronico nell'analisi delle strutture, il m. N.S.O.M. permette di
osservare molto piщ da vicino processi viventi e funzioni biologiche in azione senza interferire e
senza disturbarli. Sono state inoltre sviluppate tecniche miste di microscopia elettronica e di
spettroscopia, che hanno permesso, p. es., di visualizzare fisicamente i legami chimici tra gli
atomi. Con tale tecnica sono state esaminate per la prima volta, p. es., le variazioni di legami
chimici tra gli atomi di silicio puro e atomi di ossido di silicio, oppure le variazioni di legame
degli atomi di carbonio in un'interfaccia tra un film di diamante sintetico e uno strato di silicio.Tecnologia: il microscopio con sonda di scansione, generalitаLo sviluppo delle tecnologie microelettroniche ha portato all'introduzione di m. con sonda di
scansione che consentono di superare il potere risolutivo teorico stabilito dalle leggi della
diffrazione. Per queste leggi, infatti, il limite teorico non puт essere inferiore alle dimensioni della
lunghezza d'onda delle radiazioni (microscopia ottica) o delle particelle (microscopia elettronica)
utilizzate per l'osservazione. I particolari osservabili con gli attuali m. a sonda di scansione
hanno dimensioni dell'ordine di 0,2 nm, ben al di sotto della risoluzione teorica legata alla
lunghezza d'onda degli elettroni utilizzati per l'osservazione (sovrarisoluzione). Il principio su
cui sono basati tutti questi m. era giа noto dal 1956, anno in cui J. A. O'Keefe descrisse un nuovo
tipo di m., lontano perт dalle possibilitа realizzative della tecnologia di quel tempo. Il m. di
O'Keefe era basato su un forellino praticato su uno schermo opaco attraverso il quale veniva
illuminato l'oggetto da osservare posto immediatamente al di sotto dello schermo. Il forellino
aveva il compito di effettuare la scansione di tutto l'oggetto, mentre la luce riflessa da
quest'ultimo, o trasmessa attraverso, opportunatamente analizzata con continuitа, doveva
consentire la ricostruzione dell'immagine in cui le dimensioni piщ piccole osservabili erano
determinate solo dalle dimensioni del forellino e non da limitazioni teoriche. La carenza
fondamentale era costituita dall'impossibilitа di spostare l'oggetto sotto il forellino con le
modalitа richieste per poterne effettuare la scansione. Un sistema di questo tipo fu effettivamente
realizzato solo agli inizi degli anni Settanta, quando con una radiazione elettromagnetica
costituita da microonde di 3 cm fu possibile ottenere un'immagine di un oggetto con una
risoluzione di 150 mm, pari a 1/200 della lunghezza d'onda della radiazione utilizzata. La prima
realizzazione di un m. a scansione, quello a effetto tunnel, basato su questi principi e con
importanti applicazioni pratiche si и avuta solo nel 1981 a opera dei premi Nobel G. Binnig e H.
Rohrer. Nel loro m. a scansione il ruolo del forellino и svolto da un filo di tungsteno con punta
non piщ spessa di 0,2 nm, le dimensioni cioи di un singolo atomo. Questa sonda viene portata a
una distanza dall'oggetto da osservare (con superficie costituita perт da materiale conduttore)
tale che la nube elettronica che circonda l'atomo della punta della sonda si sovrapponga con la
nube elettronica dell'atomo del campione con il quale si trova a contatto. Alla sonda viene
applicata una piccola differenza di potenziale sufficiente a consentire il passaggio di elettroni
dall'atomo dell'oggetto alla punta della sonda per effetto tunnel. Spostando la sonda di scansione
al di sopra dell'oggetto si produce quindi, tra gli atomi dell'oggetto al di sotto della punta e la
punta stessa, una debolissima corrente elettrica, detta appunto di tunnelling. Questa corrente
subisce delle variazioni estremamente grandi al variare della distanza tra la punta e la
superficie, diminuendo di ca. 10 volte all'allontanarsi della punta dalla superficie di una distanza
pari a mezzo diametro atomico. Alla sonda и perт collegato un dispositivo di retroazione che
regola la distanza della punta dalla superficie al variare della corrente di tunnelling. La sonda,
d'altra parte, и montata su due guide di materiale piezoelettrico che la spostano sopra il
campione in modo da descrivere, come il fascio di elettroni sullo schermo di un televisore, una
serie di righe parallele distanziate l'una dall'altra di alcuni decimi di nanometro. Le due guide, in
altri termini, consentono il movimento della sonda lungo due assi ortogonali della superficie
piana che costituisce l'oggetto in osservazione. Se non ci fosse il sistema di retroazione e la
sonda si muovesse esattamente su un piano, la corrente di tunnelling subirebbe degli sbalzi
troppo forti, dovendosi annullare in corrispondenza degli spazi vuoti tra atomo e atomo. Il
sistema di regolazione invece comanda un terzo movimento della punta, perpendicolare al piano
degli altri due, di modo che la punta, seguendo i contorni atomici della superficie in esame,
mantenga costante la corrente di tunnelling. Lo spostamento della punta lungo l'asse
perpendicolare alla superficie viene misurato dalla corrente prodotta dalla variazione di
pressione esercitata dalla punta su una terza guida piezoelettrica. L'andamento di questa
tensione riportato su un monitor televisivo permette di ottenere su di esso l'immagine
dell'oggetto osservato con particolari dell'ordine delle dimensioni atomiche. И cosм possibile, p.
es., avere sul monitor l'immagine dei singoli atomi di arsenico e di gallio che costituiscono la
superficie di un semiconduttore di arseniuro di gallio. Il m. a effetto tunnel trova applicazione in
moltissimi campi della ricerca scientifica: nello studio delle superfici dei materiali, dove la sua
alta risoluzione permette praticamente di visualizzare i singoli atomi presenti sulla superficie del
solido; nel controllo della produzione di materiali, dove un m. accoppiato con un elaboratore
elettronico permette di controllare se le superfici dei materiali prodotti corrispondono a un
modello dato.
Inoltre, nei principali laboratori di ricerca, si sta sperimentando la possibilitа di utilizzare i m. a
effetto tunnel non come m. veri e propri, ma come pinze atomiche. Infatti, in opportune condizioni,
la punta del m. a effetto tunnel puт trasformarsi in una calamita per uno o piщ atomi presenti sulla
superficie del campione. И cosм possibile usare la punta per spostare gli atomi sulla superficie di
un solido. Questa tecnica permetterа quindi di poter costruire materiali contenenti impurezze ben
localizzate. Il m. a effetto tunnel, pur consentendo di ottenere immagini di oggetti a livello
atomico, и utilizzabile solo con superfici di materiale conduttore o semiconduttore. Tecnologia: il microscopio con sonda a scansione a interazione atomicaQuesta limitazione и stata superata con l'introduzione, realizzata come il m. a effetto tunnel nei
laboratori dell'I.B.M., di un nuovo tipo di sonda a punta di diamante, il m. a interazione atomica,
che viene fatta strisciare dalla pressione di una linguetta metallica sopra il campione dove si
muove, come la puntina di un giradischi su un disco. Questo m. non sfrutta l'effetto tunnel, ma
misura la variazione della forza di repulsione esercitata dalla nube elettronica degli atomi sotto
la punta sulla nube dell'atomo che costituisce la punta. Lo spostamento della punta lungo l'asse
verticale viene rilevato da un raggio laser che riflettendosi sulla parte superiore della linguetta
metallica si muove sopra un rivelatore, seguendo i movimenti della linguetta e quindi dellapunta.
La variazione della corrente elettrica prodotta dal fotorivelatore viene riportata su un monitor
televisivo sul quale viene ricostruita l'immagine. Con questo m. и stato possibile osservare per
la prima volta direttamente la forma esagonale della molecola del benzene cosм come era stata
prefigurata da Kekule, e sono state inoltre ottenute le prime immagini della doppia elica del DNA
e un filmato dell'evoluzione della fibrina mentre si polimerizza su una lamina di mica. Le
limitazioni di questo m. consistono nel fatto che la pressione esercitata puт contaminare o
danneggiare i microcircuiti in osservazione. Tecnologia: il microscopio con sonda di scansione a effetto attrattivoE' analogo ai m. precedenti; и perт munito di una sonda, la cui punta di tungsteno o di silicio puт
giungere alle dimensioni atomiche e viene tenuta in vibrazione al di sopra del campione durante
tutto il procedimento di scansione. La frequenza della vibrazione impressa alla punta и
leggermente inferiore a quella caratteristica del filo cui и sospesa, frequenza che viene
comunicata al filo stesso mediante un trasduttore piezoelettrico a cui и collegata. La punta della
sonda, avvicinandosi al campione, subisce delle debolissime forze elettrostatiche attrattive del
tipo di Van der Waals; queste ne smorzano le vibrazioni di quel tanto che и sufficiente ad
allontanarle dalla frequenza di risonanza, cosicchй si ha una notevole diminuzione
dell'ampiezza di vibrazione. Questa ampiezza si riduce pertanto in presenza di rilievi del
campione e aumenta laddove si trovano degli avvallamenti. Per stabilizzare la distanza della
punta dalla superficie viene perт utilizzato, come negli altri m. a scansione descritti, un sistema
di retroazione. Le variazioni di ampiezza di oscillazione sono rilevate con un sistema
interferometrico basato su sensore laser. In esso un raggio laser viene diviso da un prisma
(divisore di fascio) in un fascio di riferimento e in un fascio sonda che viene riflesso dalla parte
posteriore della punta e poi portato a sovrapporsi con il primo. La fase del fascio risultante varia
con il movimento della punta e tale variazione consente di rilevare modifiche di ampiezza anche
di pochi milionesimi di nanometro. Le variazioni di ampiezza, riportate su monitor televisivo
durante tutto il processo di scansione, consentono di mostrare l'immagine dell'oggetto osservato
con una risoluzione di 5 nm. Poichй la punta non и mai a contatto con l'oggetto, и possibile
effettuare anche l'esame di fenditure strette e profonde come si trovano nei dispositivi
microelettronici. L'uso di questo strumento и stato anche proposto per il controllo dei wafer di
silicio prima dell'inizio della lavorazione e per l'esame dei dischi e delle testine magnetiche
usati nelle memorie di massa dei calcolatori elettronici. Tecnologia: il microscopio con sonda di scansione, altri tipiBasati sullo stesso principio dei m. con sonda a scansione sono stati recentemente studiati m. a
interazione magnetica, m. a interazione elettrostatica e m. termici a scansione. I primi, che fanno
uso di una sonda magnetizzata, consentono di visualizzare con una risoluzione di ca. 25 nm la
struttura del campo magnetico prodotto dalle testine di registrazione delle memorie magnetiche
dei calcolatori. I secondi, dotati di sonde sensibili alle cariche elettriche del campione,
consentono di osservare i singoli atomi di drogante presenti nelle lastrine di silicio. I m. termici,
infine, sono dotati di una testina costituita da una microtermocoppia che consente di riprodurre la
struttura termica della superficie del campione con una risoluzione di ca. 30 nm e con una
sensibilitа che le consente di rispondere a differenze di temperatura dell'ordine del
decimillesimo di grado. Ulteriori perfezionamenti di questo m. hanno consentito di sostituire alla
termocoppia la stessa punta di tungsteno usata nel m. a scansione a effetto tunnel, utilizzando
come secondo elemento della termocoppia o il campione stesso o un elettrodo metallico di
supporto, nel caso in cui questo non sia metallico.
C999?&vBibliografiaR. Barer, V. Cosslet, Progress in Light and Electron Microscopy, vol. III, New York, 1969; R. C.
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