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Microscopio de efecto túnel

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Departamento

FÍSICA

SECCIÓN

MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA

 

Microscopio de efecto túnel (1984)

Fabricado en los laboratorios de investigación de IBM en Zúrich (Rüschlikon, Suiza)

 

El microscopio de efecto túnel basa su funcionamiento en la medida del flujo o corriente de electrones que se produce entre una punta conductora muy afilada y una muestra también conductora, cuando se sitúan muy próximas y se aplica un potencial entre ambas. La imagen que se recoge es la densidad electrónica en la superficie conductora permitiendo alcanzar resoluciones de orden atómico. La sensibilidad de este tipo de microscopios es muy elevada ya que la corriente de electrones disminuye exponencialmente con la separación o aumento de distancia entre la punta y la superficie a observar.

Este microscopio -prototipo del primer microscopio de efecto túnel que había demostrado capacidad de obtener resolución atómica-, llegó a España en 1984 gracias a la colaboración entre los profesores Nicolás García y Arturo María Baró de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), y el Dr. Heinrich Rohrer de los laboratorios de investigación de IBM en Zürich. El Dr. Rohrer fue el responsable, junto con el Dr. Christoph Gerber -coinventor del microscopio de fuerza atómica y encargado de montaje de los primeros prototipos de microscopios de efecto tunel-, de trasladar personalmente a España todos los componentes del microscopio, para proceder a su ensamblaje en su ubicación definitiva: el Departamento de Física Fundamental de la UAM.

Apenas dos años después de que el microscopio de la UAM fuera instalado y funcionara a pleno rendimiento, los autores de su diseño, el mismo Heinrich Rohrer y Gerd Binning, recibieron el Nobel de Física por el desarrollo del microscopio de efecto túnel, premio que fue compartido con Ernst Ruska, creador del microscopio electrónico de transmisión, en lo que fue un reconocimiento a las nuevas técnicas de la microscopía electrónica.

El impacto en el mundo de la física del ingenioso microscopio diseñado por Rohrer y Binning fue enorme. La utilización del efecto túnel, una de las predicciones de la mecánica cuántica, para construir un nuevo tipo de microscopio no destructivo con una resolución muy superior a los electrónicos conocidos, fue de una extraordinaria creatividad convirtiéndose en uno de los grandes descubrimientos científicos del siglo XX ya que este tipo de microscopía de sonda cercana abrió las puertas el desarrollo de la nanotecnología, disciplina que permite entender la materia a escala nanométrica con la observación y la manipulación individualizada de átomos y moléculas sobre una gran variedad de superficies.

A partir de la llegada del microscopio de efecto túnel a los laboratorios de la UAM, el grupo de investigación dirigido por el Dr. Arturo María Baró inició el camino hacia la consolidación en España de una relevante tradición en el desarrollo y aplicaciones de las técnicas STM, sosteniendo un actividad científica del más alto nivel y pionera en España, que tendría su proyección empresarial con la creación en 1998 de la compañía Nanotec Electrónica S.L., spin off de la UAM que estuvo en funcionamiento hasta el año 2014 y que fue capaz de desarrollar y comercializar con éxito mundial microscopios de fuerza atómica –una técnica de microscopía de sonda cercana que permite la observación de todo tipo de muestras y materiales- y otros productos innovadores de alto valor añadido (electrónica y software ) resultado de las líneas de investigación y desarrollo emprendidas años atrás.

Este microscopio ha sido donado por la Universidad Autónoma de Madrid en otoño de 2019 al Museo Nacional de Ciencia y Tecnología permitiendo así acercar a la sociedad este conocimiento. Actualmente la pieza se exhibe en el espacio dedicado a la historia de microscopía “Lo pequeño se ve grande" en la sede del museo en Alcobendas.

 

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INFORMACIÓN

Datación: 1984

Dimensiones del aparato:

Microscopio (Diámetro interior: 20,5 cm / diámetro exterior: 34,5 cm / altura: 76 cm)

Campana de vacío (Diámetro: 41 cm / altura 90 cm).

Materiales: acero inoxidable, cobre, aleación de cobalto-samario, material plástico, vidrio de cuarzo, vidrio.

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