Karbon Nanotüp Çeşitleri
Tek Katmanlı ve Çok Katmanlı Nanotüpler
Hatırlayın, nanotüpler grafin yüzeyinin katlanması ile oluşur demiştik. Üst üste bir kaç grafin yüzeyini koyup katlarsanız ne olur? İç içe geçmiş karbon nanotüpler elde edersiniz. Bu tip nanotüplere çok katmanlı nanotüpler (ÇKNT) denir.

Bir tek grafin yüzeyini kıvırarak ise tek katmanlı nanotüp (TKNT) elde edilir. TKNT'lerin çapı genellikle bir nanometredir ve iki ucu da kapalıdır.

TKKN'lerin Katlanışına Göre Çeşitleri: Zikzak, Koltuk, Kiral
Kağıt katlama olayına geri dönelim. Bir kağıdı aslında çok farklı şekillerde katlayabilirsiniz. Görmek istiyorsanız elinize bir kağıt alın ve deneyin, eminim bulacaksınız!

Bu sınıflandırma işte bu katlama farklılığından dolayı yapılmış.

Şimdi bu katlama olayına bir de yakından bakalım.


Yan taraftaki altıgen parçalar grafin yüzeyindeki karbon atomunu temsil ediyor. c vektörüne dik vektör yüzeyin kıvrılma eksenini gösteriyor. Kolaylık açısından bir deher karbon atomuna bir numara verilmiş. c vektörünun ucu nerede ise karbon nanotüpün adı da o oluyor. Mesela resimdeki nanotüp bir (2,2) nanotüpü.

Bu iki indis genellikle (n,m) şeklinde gösterilir. n=m ise, nanotüpümüz koltuk tipidir, m=0 ise, zikzak tipidir, geri kalanlar ise kiral tipindedir.







Yandaki resimde her 3 tip nanotüpü de görebilirsiniz.

Sizlere bugün nanoteknolojik araştırmalarda çok kullanılan bir başka taramalı uçlu mikroskop çeşidini anlatacağım: atomik kuvvet mikroskobu (AKM) ya da taramalı kuvvet mikroskobu. İngilizceleri de sırasıyla "atomic force microscope" ve "scanning force microscope".

Bu yazı da sadece bu mikroskoba has özelliklerden bahsedeceğim. O yüzden, eğer taramalı uçlu mikroskoplar namına bir şey bilmiyorsanız şu yazıma göz atmanızı tavsiye ederim. Yazıda anlamadığınız kısımları yorum kısmında belirtirseniz, o kısımları daha açıklayıcı biçimde tekrar yazarım.

Genel Bilgiler
Binnig, Quate ve Gerber tarafından 1986 yılında üretildi.
Aletin ismi mikroskop, ama aslında bildiğimiz mikroskoplar gibi değiller. Nedeni ise şu: orta okulda veya lisede biyoloji dersinde mikroskop kullandıysanız bilirsiniz, mikroskopla bir cismi gerçekten görebilirsiniz, ama atomik kuvvet "mikroskobu" ile bir cismin ya da yüzeyin nasıl olduğunu öğrenebileceğiniz bir resim görebilirsiniz. Yani gerçek manada bir atomu göremezsiniz, ama atomların nasıl dizilidiğini anlayabilirsiniz. Bu önemli bir husus.

Çalışma Prensibi
Sivri uç yüzeyi tarar ve yüzey ile arasındaki kuvvet ölçülür. AKM'de sivri uç için manivela kelimesi tercih ediliyor, biz de onu kullanacağız.














Bir AKM Manivelası





Hatırlarsanız, Taramalı Tünelleme Mikroskopları'nda (TTM) tünelleme akımı sayesinde görüntüler oluşturuluyordu. Atomik Kuvvet Mikroskobu'nda ise tünelleme akımının yerini atomik kuvvet alıyor.

Atomik kuvveti ise manivelanın ucundaki atom ile yüzeydeki atom arasındaki kuvvet şeklinde tanımlayabiliriz. Mikroskobun iki modu var: itici, çekici. Manivela ile yüzey arasında eğer uzaklık çok fazla ise yüzey manivelayı çeker, bu çekici moddur. Çekici modda iken manivela ve yüzey arası uzaklık 10-100 Angström arasıdır, atomik kuvvet değeri ise 10^-12 Newtondur. Eğer uzaklık 10 Angströmden az ise, itici moda geçilir. İtici modda iken manivela yüzeyle temas halindedir. Atomik kuvvet değeri ise 10^-6 ila 10^-7 Newton arasındadır, 10^-9 bile olabilir. (Resimden de faydalanabilirsiniz.)



Yandaki resme bakarsanız, manivelanın (sivri uç) biraz eğildiğini görürsünüz. İşte bu eğilme miktarına göre atomik kuvvet ölçülür. Eğilme miktarının nasıl ölçüldüğünü aşağıda açıkladım meraklanmanıza gerek yok.

Manivelayı bir yay gibi düşünebiliriz, lise fiziğinden biliyoruz ki yay sabiti ne kadar düşükse yay o kadar hassastır. Mikroskobun hassas olması için kullanılan manivelaların da düşük yay sabitine sahip olması lazımdır. En fazla kullanılan malzemeler silikon, silikon oksit, silikon nitritdir. Üretiminde fotolitografik teknikler kullanılır. Fotolitografik tekniklerden ise şurada bahsetmiştim.


İtici modun çekici moda göre avantajları:
- Manivela yüzeye değmediği için yumuşak alanlarda (biyolojik sübstratlar gibi) kullanılabilir.

Çekici modun itici moda göre avantajları:
- Çözünürlük yüksek. Atomik seviyede görüntüler bu modda elde edilir.

Bazen de itici ve çekici modun birleşimi bir modda kullanılır: tıklatma modu. Bu modda ise manivela yüzeye dokunup, çekilir; bir nevi tıklatma hareket yapar. Bu sayede çekici moddaki yüzey hasar sorunu bir nevi çözülmüş olur, hem de yüksek çözünürlüklü görüntüler elde edilir.

Aynen TTM'de olduğu gibi AKM'de de bir başka iki mod vardır: sabit yükseklik, sabit kuvvet. İlk modda manivela ile yüzey arası mesafe sabit tutulur ve kuvvetteki değişim esas alınır, geri bildirim sistemi vardır. İkinci modda kuvvet sabit tutulacağı için mesafe değişir, bu mesafe değişimine göre görüntü oluşturulur, geri bildirim sistemi yoktur.

Eğilme miktarı nasıl ölçülür?
AKM ilk üretildiğinde manivelanın üstünde TTM'de kullanılan bir sivri uç kullanılıyordu. Manivela ile bu sivri uç arasındaki tünelleme akımındaki değişime göre hesaplamalar yapılıyordu. Bu süreç biraz zordu ve her zaman istikrarlı bir ölçüm alınamıyabildiği için artık kullanılmamaktadır.

Günümüzde optik metodlar kullanılmaktadır. (resimdeki sistem) Bu yöntemde manivelanın üstü bir metalle kaplanır ve ayna haline getirilir. Daha sonra lazerden demetler gönderilir. Yansıyan demetler iki fotodiyottan oluşan bir sisteme çarpar. Eğer manivelanın konumu değişmiş ise bir diyot daha fazla akım üretir, akımdaki bu değişime göre manivelanın sapma değeri belirlenir.


TTM'ye göre avantajları
- Görüntüleme kuvvete bağlı olduğundan, mikroskop hem iletken hem de yalıtkan yüzeylerde kullanılabilir. Oysa, TTM'lerde görüntü akıma bağlı olduğundan , sadece iletken yüzeylerden görüntü alınabiliyordu.
- Sübstratın 3 boyutlu profilini gösterir. TTM ise 2 boyutlu profiini gösterebilir.
- Daha ucuzdur. (ama o kadar da ucuz değildir )
- Açıkhavada ve sıvı ortamda çalışabilir, TTM vakumlu ortamda çalışabilir. Bu yüzden biyolojik sübstratlarda AKM kullanılır.

TTM'ye göre dezavantajları
- Daha yavaştır.
- Resim büyüklüğü maksimum 150 x 150 olabilir. TTM'de ise milimetre uzunluğunda ve genişliğinde resimler elde edilebilir.
- Dikey menzili kısıtlıdır. Çok yüksek yüzeyler taranamaz.
- Çözünürlüğü daha düşüktür.

Uygulama Alanları
- Görüntüleme - Yüzeylerin topografik görüntüleri oluşturulur.
- Hissetme - Bazı malzemelerin ortamda olup olmadığını anlamaya yardımcı olur.
- Atom yer değiştirmesi - Yüzeydeki atomların yerleri ile oynanabilir.
- Ölçme - Malzemenin karakteristik bir özelliğini hakkında bilgi toplama.

Ek Bilgiler
1- Türkiye'de NanoMagnetics adlı şirket AKM üretmektedir.

2- En son ise sizlere bir kaç gerçek AKM resmi göstermek istedim. Aletleri UNAM'dan seçtim.
UNAM'da 2 adet AKM bulunmaktadır.

1- PSIA Marka AKM



















2- Asylum Marka AKM

İstikbal, elektromanyetik dalgalarını %98.5 oranında engelleyen nanoteknolojik kumaş geliştirdi. Kumaşın hem ev ürünlerinde hem de endüstride kullanılması düşünülüyor.

Şirket Kayseri'deki birimlerinde sağlığa zararsız nanoteknolojik kumaş üretmek için çalışıyordu. Ama projeden beklenmedik sonuçlar çıktı, elektromanyetik dalgaları engelleyen kumaş üretildi. Ürünün inşaatta, askeriyede de kullanılması düşünülüyor.

"Biocare" adlı kumaş cep telefonu, mikrodalga fırın, mikrofon, kablosuz iletişim araçlarından gelen elektromanyetik dalgaları engelliyor. TÜBİTAK kumaşın 500 kHz ile 6 gHz arası dalgalarını %98.5 oranında engellediğini tescilledi. Alman Hohenstein Institute ise kumaşın bakterileri %99.95 oranında azaldığını tescilledi.

Kumaşın adının neden Türkçe olmadığına ise şöyle cevap verilmiş: "care" hem Türkçe, hem İngilizce bir kelime. Türkçe - çare, İngilizce care ise bakım manasında.
Proje kapsamında, 130 farklı kumaş üretildi ve bir çok kuruluş tarafından kontrol edildi. Ulusal Elektronik ve Kriptoloji Araştırma Enstitüsü (UEAKE), TÜBİTAK Bursa Test ve Analiz Laboratuvarı (BUTAL), Ege Üniversitesi, Fatih Üniversitesi, Erciyes Üniversitesi, Avrupa Endüstriyel Matematik Okulu ve Teknoloji Merkezi (ESIM) bunlardan bazıları.Dün bir basın toplantısı düzenleyen Memduh Boydak, kumaşı 1 Mayıs'tan itibaren yatak ve yorganlarda kullanacaklarını söyledi. Bu kumaşla üretilen ev ürünleri Türkiye dışında ilk olarak ABD'deye gönderilecek. Ev ürünleri dışında üretilen malzemeler - askeri alan gibi - sadece Türkiye'de dağıtılacak. 20 farklı sektörden temsilcilerle BioCare'in hangi alanlarda kullanılabileceği görüşülüyor. Boydak, ürettikleri kumaşın iletişim kabloları, hamile kıyafetleri ve binlerce başka üründe kullanılma kapasitesi olduğunu söyledi.
İstikbal, Türkiye'de AR-GE'ye en fazla bütçe ayıran ve bir çok patenti bulunun bir şirket. Şirket AR-GE'ye geçen yıl $12.5 million ayırdı, bu yıl ise $15 milyon ayırmayı düşünüyor.
Ek Bazı Bilgiler:
-Kumaş, İstikbal'in Kayseri'deki yüksek teknolojiye sahip fabrikalarında üretilecek.
-Kumaş 150 kişinin 1 yıl boyunca çalışması sonucu geliştirildi. (Bazı kaynaklar 100 diye de belirtmiş)
-Kumaş hiç bir kimyasal içermiyor, rahatlıkla yıkanıp, ütülenebiliyor.
-Kumaş nanofiberler kullanılarak özel bir örgü yöntemi ile dokundu.
Araştırmacıları kutluyoruz ve yeni ürünler geliştirmelerini umuyoruz.
 

Bir çok Avrupa enstitüsü ile işbirliği içindeki Amerikan Enerji Bakanlığı Argonne Ulusal Laboratuvarı araştırmacıları yeni bir madde çeşidi buldu: süperyalıtkanlar. Bu buluş yoğun madde fiziği ve yeni nesil mikroelektronik alanlarında çok büyük rol oynayacak.







Argonne bilim adamı Valerii Vinokur ve Rus Tatyana Baturina tarafından yönetilen, Argonne, Almanya, Rusya ve Belçika'dan araştırmacıların bulunduğu uluslararası bir takım, ürettikleri titanyum nitrit ince filmini mutlak sıfıra getirip dondurdu. Malzemeden akım geçirmeye çalıştıklarında ise direncin belirli bir sıcaklık değerinin altında iken (eşik derece) 100.000 kat arttığını gözlemlediler. Dirençteki aynı değişim, dış manyetik alan düşürülünce de gözlemlendi. "Titanyum nitrit filmleri ya da diğer malzemelerden üretilen filmler kalınlıklarına göre süperiletken ya da süperyalıtkan oluyorlar. Siz yalıtkan olma taraftarı bir filmin sıcaklığını ya da manyetik alanını düşürürseniz, bir süperyalıtkan elde diyorsunuz." dedi Vinokur. Süperiletkenler gibi, süperyalıtkanlar da ürünlerde kullanılması düşünülüyor, örneğin devreler, sensörler ve pil kaplamaları. Günümüzde bir pil hava ile temas halinde bırakılırsa, içindeki yükler belli bir süre sonra boşalır. "Süperiletkenlerin akımı sonsuza dek geçirdiği gibi, süperyalıtkanlar da yükleri sonsuza kadar muhafaza ediyor." Pilleri süperyalıtkan ile kaplarsanız, sonsuza dek yükler pilin içinde kalır.
Ayrıca, bilim adamları süperiletkenleri süperyalıtkanlarla kaplayıp, neredeyse ısı kaybı olmadan elektrik iletimini sağlayan tel üretmeyi başardılar. Bu tellerin minyatürleri elektrik devrelerinde kullanılabilir. Çalışmayı anlatan makale 3 Nisan Nature dergisinde yayınlandı.

San Francisco 2008 MRS Bahar toplantısı 28 Mart'ta bitti. Bu yıl beşincisi düzenlenen "Sanat Olarak Bilim" adlı yarışmada dereceye giren resimleri sizinle paylaşayım dedim. Ödül töreni görüntülerine şuradan ulaşabilirsiniz.

Resimlerle ilgili yorumlarınızı bekliyorum arkadaşlar...




















Atlayıcı
Yeşil kısım taramalı elektron mikroskobunun ucu. Bir önceki kullanıcıdan kalan monodispers polistiren kürecikleri, ucun üstünde insan figürü oluşturmuş. Mikroskop ucunun ne olduğunu bilmiyorsanız şu yazımıza bakabilirsiniz.

Çeken kişi: Georff Brennecka, Sandia National Laboratories
Derecesi: İkincilik





















Çin Tablosu
Bir Taramalı Tünelleme Mikrospu resmi. ZnO nanoiğnesi ile renklendirilmiş. Nanoiğneler bir Çin tablosundaki güzel dağlar gibi gözüküyor.

Çeken kişi: Hui Ying Yang, Nanyang Teknoloji Üniversitesi, Singapur
Derecesi: İkincilik



























Big Bang
Tek bir Au(001) kristalinin Atomik Kuvvet Mikroskopu görüntüsü.

Çeken kişi: Violeta Navarro, Universidad Complutense de Madrid
Derecesi: İkincilik




















Ayçiçeği Tarlası
Amorf SiOx nanotelleri kendiliğinden değişik şekiller oluşturabiliyorlar. Resimde de bu şekillerden birini görüyoruz. Nanoteller bu sefer bir ayçiçek şeklini almış. Nanotellerin yoğun olarak biriktiği yerler çiçeklerin ortasını; seyrek biriktiği yerler ise sarı yapraklarını oluşturmuş.
Bu da bir Taramalı Tünelleme Elektron Mikroskobu resmi. Normalde siyah beyaz olan resim, yazılım kullanılarak renklendirilmiş.

Nanoteller silikon ve oksijenin reaksiyonu sonucu oluşmuş. Nanotellerin uzunluğu yaklaşık birkaç mikrometre, çapları ise yaklaşık 10 nm.

Çeken kişi: S.K. Hark, Hong Kong Çin Üniversitesi
Derecesi: Birincilik























Peyzaj Tablosu
Bu ise ince organik film dizinin fotoğrafı. Bu ince filmin bazı kısımları çite, dağlara, şafak vaktindeki güneşe, göle benzemiş.

Çeken kişi: Zihong Liu, Stanford Üniversitesi
Derecesi: Birincilik




































Cehennem
Bu resme böyle bir isim verilmesi hoşuma gitmedi açıkçası. Görüntü geçirimli Elektron Mikroskobu ile elde edilmiş. Resimdekiler NiTi mikrodirekleri.

Çeken kiş: Blythe Gore Clarkk, Max-Planck-Institut für Metallforschung
Derecesi: Birincilik

Nanoteknolojinin biraz da hayvanlara olan etkisini inceleyeleyelim dedim bugün. Buyrun...

Nano Pet Products, LLC, şirketi, Dünya çağında evde hayvan besleyen kişilere daha temiz ve sağlıklı ürünler ulaştırmak için kurulmuş.

2 kategoride ürünleri var: The Dog Gone Smart™ Bed, Dog Gone Smart™ Wear.

The Dog Gone Smart™ Bed

Basitçe köpek yatağı diyebiliriz. Ama nanoteknoloji sayesinde bildiğimiz köpek yataklarından farklı özelliklere sahip. Bu yataklar zararlı madde içermiyor, çevre dostu ve Bluesign® 'dan onaylı. Bluesign ise uluslararası bir veritabanı. Bu veritabanında insan sağlığını tehdit etmeyen, çevre dostu kimyasallar kayıtlı. Tekstil üreticileri bu veritabanından faydalanarak ürün geliştiriyorlar.

Yatağın özellikleri ise şöyle:
- ActiveSilver içerdiği için, köpekten gelen virüs bakteri ve kokuyu yok ediyor.
- Kendiliğinden temizleniyor.
- Köpeğin hırçın hareketlerinden oluşan aşınmaya karşı dayanıklı. (Parçalanamıyor herhalde
- NanoSphere şirketinin ürettiği kumaş kullanılmış. NanoSphere'in kumaşlarını kullanan diğer firmalar: Polo Ralph Lauren, Adidas, North Face, Quicksilver, Canada Goose, Cloudveil, and Hugo Boss.
- Kullandığı kumaştan dolayı leke oluşmuyor. (Yağ damlalarını itiyor.)
- 60 kere yıkanmaya kadar bu özelliklerini muhafaza ediyor.
- Normalden 6 kat hızlı kuruyor.

Şu an için şirketin 22 The Dog Gone Smart™ Bed çeşidi bulunuyor. Yuvarlak, dikdörtgen, simit, küfe şekilleri mevcut. Hepsinin 5 ayrı renk seçeneği var.

Fiyatlar $24.95 ilâ $129.95 arasında değişiyor.













Dog Gone Smart™ Wear

Bu ise köpek giyeceği. Özellikleri yatak ile hemen hemen aynı. Gene de zikretmekte fayda var.

- Sıvıları ittiği için, leke tutmuyor.
- Kirlenmiyor. (NanoSphere kumaşı)
- Aşınmaya karşı dayanıklı, uzun süre giyilebiliyor.
- ActiveSilver içerdiği için 1000 çeşit bakteriyi öldürebiliyor, köpek kokusunu yok ediyor. Bu maddeden köpeğin derisi etkilenmiyor.
- 100% pamuk, yumuşak bir giysi.
- 60 kere yıkanmaya kadar bu özelliklerini muhafaza ediyor.
- Normalden 6 kat hızlı kuruyor.

Dog Gone Smart™ Wear 'in fiyatı ise $35 ilâ $65 arasında. 2 farklı boyut ve 4 renk seçeneği var.

Burada da bu giysiyi giymiş mutlu bir köpek görüyoruz



















Nasıl Satın Alabilirim

1- ABD, Kanada, Avustralya ve Japonya temsilcilikler var. Temsilciliklerin adresine şuradan ulaşabilirsiniz.

2- Online Ticaret Sitelerinden:

www.pamperyourdog.com
www.beyondbeds.com
www.allpetfurniture.com
www.showeryourpets.com
www.smartpak.com

Boeing şirketi hidrojen yakıt pilleri ile çalışan insanlı uçağın testlerini başarı ile bitirdiklerini açıkladı. (03.04.2008 - Basın toplantısı) Bu insanlık havacılık tarihinde bir ilk.

İki kişilik Dimona, 16.3 meterlik kanat genişliğine sahip pervaneli bir uçak. Diamond Aircraft Industries of Austria tarafından üretildi, BR&TE tarafından yakıt pili ve lityum pilinden oluşan hibrit sistemi yerleştirildi.

Şubat ve Mart 2008'de Ocaña (İspanya) semalarında 3 tane test uçuşu yapıldı. Testler sırasında uçak deniz seviyesinden 1000 metre yükseğe çıktı. Uçuş sırasında, pil gücü ve hidrojen yakıt pilinden üretilen elektrik kullanıldı.

Yeterli yüksekliğe ulaşılınca pillerle bağlantı kesildi, pilot saatte 100 km hızla 20 dakika boyunca sırf yakıt pilinden gelen elektrikle çalıştı.

Aşağıdaki linklerden uçuşun videosunu izleyebilirsiniz. Düşük kalite Yüksek kalite

G.Binnig ve H.Rohrer tarafından 1981'de bulundu. Bu buluşlarından dolayı 1986 Nobel Fizik Ödülünü kazandılar.

Bu mikroskop genellikle bir yüzeyin karakteristiği öğrenmek istenildiğinde kullanılır. Yanal çözünürlüğü 0.1 nm, derinlik çözünürlüğü 0.01 nm olan TTM'ler iyi çözünürlüklü sayılırlar.

İngilizcesi: Scanning Tunneling Microscope'dur.




















TTM'nin şeması


Önemli Kavramları Tanıyalım:
1- Piezoelektronik Tarayıcı (Elektrotlu piezoelektronik tüp):
Önce piezoelektrik etkinin tanımını yapsak daha hoş olur diye düşünüyorum: cismin uçlarına stres uygulandığı zaman, elektrik yükleri oluşuyorsa; ya da cisim elektrik alanına sokulduğu zaman, cisim üzerinde bir stres oluşturulabiliyorsa bu cisim piezoelektroniktir. Uygulanan voltaja göre uzayıp, kısalabilir. Bu tüp ile yüzey taranır.

2-Mesafe koruma ve tarama birimi:
Bu geribildirim mekanizması ile sivri ucun sübstratla arasındaki mesafenin değişmemesi sağlanır. Uç mesafeyi korumak için yukarı çıkarsa, bu bilgi sayesinde bölgede bir tümseklik olduğunu anlarız. Benzer şekilde, uç aşağı inerse - çukur, sabit kalırsa - düz bir yer olduğunu anlarız. Topografik görüntü sivri ucun hareketi sonucu bilgisayarda görülür.

3- Tünelleme akımı:
Kuantum mekaniğinde tünelleme diye bir kavram var. Bunu basitçe şöyle anlatabiliriz: Normalde bir parçacık potansiyeli yüksek bir engeli aşamaz (mesela top duvarın içinden geçemez), ama kuantum fiziğinde bu mümkün. İşte bu geçebilme özelliği tünelleme olarak adlandırılıyor.

İki iletken biribirinin çok yakınına konulursa, aralarında bir akım geçişi olur. Yani sivri uç ve yüzey arasında bir akım geçişini bu özellik sayesinde görüyoruz.

4- Sivri Uç
Genellikle volfram ya da platinyum-iridyum kullanılır. Karbon nanotüpler kullanılmaya başlanmıştır.


















Volframdan yapılmış bir sivri uç.




5- Bilgisayar
Elde edilen görüntüye buradan ulaşılır.


Çalışma Prensibi
Sivri bir tünelleme etkisinin gözlemlendiği mesafeye kadar indirilir. Tünelleme sağlanınca, sivri uçla yüzey taranır. Ucun yüzeye olan uzaklığının, konuma göre fonksiyonu çizilirse topografik bir görüntü elde edilir. Uç ile yüzey arası mesafe, aralarına voltaj uygulandığı zaman oluşan elektrik tünelleme akımı sayesinde ölçülür.




2 çeşit anlayış vardır: sabit akım, sabit yükseklik.

Sabit akımda uç ile yüzey arası mesafe sabittir. Bu ise geribildirim sistemi sayesinde sağlanır.
Sabit yükseklikte ise geribildirim mekanizması yoktur. Sivri uç ilk başta belirlenen yükseklikte bütün yüzeyi tarar ve tünelleme akımını ölçer. Akımdaki değişime göre yüzeyin topografik görüntüsü çıkarılır. Akım azalırsa, demek ki uç ile yüzey arası mesafe artmıştır, o zaman yüzeyin bu kısmı çukurdur. Benzer şekilde, akımın arttığı yerde yükseklik vardır.

Sabit yükseklikte, sivri uç yüksek bir bölgeye geldiği zaman, yüzeyi zedeleyebilir. Fakat, sabit yükseklikte elde edilen görüntülerin çözünürlüğü yüksektir ve daha hızlıdır. O yüzden, yüzey başta sabit akım modunda tarandıktan sonra bir de sabit mesafe modunda taranırsa daha güzel görüntüler elde edilebilir. Başta sabit akımla taramamızın nedeni, sivri ucun yüzeye zarar vermesini engellemek. Sabit akımla taradıktan sonra, uç ile yüzey arasındaki mesafeyi, yüzeye zarar vermeyecek şekilde ayarlayabiliriz.

İki mod arası farkı resimden de görebilirsiniz.


Uygulama Alanları
Yüzeydeki atomların yerlerini değiştirmek.
Bir bölgenin elektronik durumu hakkında bilgi toplanır.
Metal yüzeylerin 3 boyutlu görüntülerini oluşturmak.
Yüzey pürüzsüzlüğünü ölçmek.
Yüzeydeki bozuklukları bulmak.


Kısıtlamaları
Sadece iletken yüzeylerde kullanılabilir, çünkü ölçüm akım varlığında oluyor.
Taranan yüzey çok temiz olmalıdır.
Sivri uç, olabildiğince sivri olmalıdır.
Tarama yapıldığı için yavaş bir süreçtir.
Elde edilebilecek maksimum görüntü büyüklüğü küçüktür.


Değişik tarama tünelleme resimlerine buradan ulaşabilirsiniz.

Stanford Üniversitesi Tıp Fakültesi araştırmacıları, canlı organizmalardaki tümörleri metrenin trilyonda biri netlikte görüntüleyen bir sistem geliştirdiler.

Sanjiv Sam Gambhir, radyoloji profesörü , Raman spektroskopisinin, moleküler görüntüleme tekniklerine ekleneceğini söyledi. Makale Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinin 31 Mart'taki online dergisinde yayınlandı.

Bu yöntem bundan önceki hiç bir görüntüleme yöntemine benzemiyor. Prof. Gambhir Raman spektroskopisinin sinyallerinin diğer yöntemlerdeki sinyallere nazaran daha kuvvetli ve uzun süreli olduğunu, ayrıca bu yöntemde kullanılan parçacıkların tek seferde bir çok moleküler hedef hakkında bilgi toplayabildiğini belirtti. Şu an genellikle 1 ya da 2 şeyi aynı anda ölçülebiliyor, ama bu teknikle bu sayı 10,20,30'a çıkabilecek.
Gambhir, Raman spektroskopisinin vücud içi görüntülenmesinde ilk kez kullanıldığını düşünüyor. Görüntüleme şöyle gerçekleşiyor: vücudun içine ışıldak görevi gören nanoparçacıklar enjekte ediliyor. Vücudun dışındaki bir kaynaktan lazer ışını gönderildiği zaman, bu parçacıklar vücud içinden sinyaller salıyor. Sinyaller toplanıyor ve ışıldak parçacıkların yeri hakkında bilgi toplanıyor. Parçacıklar vücud içinde kaldığı sürece sinyal üretme kabiliyetlerini yitirmiyor. Prof. Gambhir bulduğu tekniği, günümüzde bir çok hastenede yapılan tomografiye benzetiyor. Tomografi bundan 20-30 yıl önce bulunmuştu ve ilk çıktığında kimsenin dikkatini çekmemişti. Prof. Gambhir bulduğu tekniğin 15-20 yıl içerisinde yaygınlaşmasını bekliyor. Tekniğin kanser tedavisinde de etkili olması düşünülüyor. Kanserlenmiş dokuya çok daha net bir şekilde odaklanılacak, zararlı dokunun yeri belirlenecek, o doku tedavi edilecek. Böylece sağlıklı doku zarar görmeyecek. Kurunun yanında yaş yanmayacak Günümüzde ise çok küçük bir bölgedeki hücrelere tam net bir şekilde ulaşılamadığından, tedavi sırasında sağlıklı hücreler de zarar görüyor.