Известные люди

»

Герд Бинниг

Сразу же потом получения степени Б. стал научным сотрудником исследовательской лаборатории в корпорации Интернэшнл коммерциал мэшинс (ИБМ) в Цюрихе, Швейцария. Здесь он стал сотрудничать с в исследованиях поверхности материалов. Ученые обратились к данной проблеме, привлеченные тем, что в свое время полного анализа поверхности материалов обрести, по существу, не удавалось. Трудности заключались в том, что расположение атомов на поверхности твердого тела существенно отличается от их расположения внутри него, так что известные методы исследования бесполезны, когда занятие касается поверхности. Однако поверхность представляет огромный заинтересованность, так как как раз тут происходит большинство взаимодействий между телами.

Для исследования поверхности материалов Б. и Рорер решили применять единственный из вариантов квантово-механического эффекта, известного под названием туннельного. Этот результат, в первый раз экспериментально подтвержденный в 1960 г., представляет собой единственный из путей, в которых проявляется так называемый принцип неопределенности Гейзенберга. Согласно этому принципу, названному по имени немецкого физика Вернера Гейзенберга, нельзя измерить в то же время положение и прыть элементарной частицы. В результате положение таковый частицы, как электрон, размазывается по пространству: частица ведет себя как размытое облачко материи. Такое материальное облачко может туннелировать, или дифундировать, между двумя поверхностями, более того если они и не соприкасаются, во многом аналогично тому, как влага может просачиваться через почву из одной лужи в другую.

Туннельный результат был ладно известен к тому времени, когда Б. и Рорер начали совместную работу, и более того использовался хотя порой и достаточно грубо при исследовании природы поверхностных взаимодействий в сандвичах из материалов. Все, что оставалось совершить Б. и Рореру, так это разрешить электронам туннелировать через вакуум, и это мысль нежданно оказалась плодотворной. Их подход привел в конце концов к созданию нового инструмента, названного сканирующим туннелирующим микроскопом. Основной принцип, лежащий в основе этого прибора, включает в себя сканирование поверхности твердого тела в вакууме тонким кончиком иглы. Между кончиком и образцом приложено усилие, а пространство между ними поддерживается в такой степени малым, чтобы электроны могли посредством него туннелировать. Появляющийся в итоге поток электронов называется туннельным током. Величина туннельного тока экспоненциально зависит от расстояния между образцом и кончиком иглы. Следовательно, водя иглой по образцу и измеряя ток, не возбраняется собрать карту поверхности в атомном масштабе.

Б. и Рорер впервой благополучно опробовали туннелирующий микроскоп весной 1981 г. Вместе с двумя другими служащими компании ИБМ Кристофом Гербером и Эдмундом Вейбелем им удалось распознавать особенности высотой всего в единственный атом на поверхности кальциево-иридиево-оловянных кристаллов. Аналогичный аппарат был создан раньше и независимо американским физиком Расселом Янгом в Национальном бюро стандартов США с помощью немного отличного принципа, тот, что снабжал немаловажно больше низкую разрешающую способность.

При разработке сканирующего туннелирующего микроскопа группа из ИБМ встретилась с существенными трудностями: в свое время всего пришлось устранить все источники вибрационного шума. Вертикальное положение сканирующего кончика должно контролироваться с точностью до доли диаметра атома, ибо туннельный ток существенно зависит от расстояния между кончиком и исследуемым образцом. Уличные шумы и более того шаги могли начать сотрясение тонкого прибора. Сначала Б. и Рорер решили сладить с задачей, подвесив микроскоп с помощью постоянных магнитов над чашей из сверхпроводящего свинца, поставленной на нелегкий каменный столик. Сам столик они изолировали от здания лаборатории с помощью надувных резиновых шин. Чтобы передвигать краешек иглы с высокой точностью, использовались пьезоэлектрические материалы, которые сжимаются или расширяются, если к ним приложить соответствующее натуга. В результате дальнейших усовершенствований сканирующий туннелирующий микроскоп может в настоящее время дозволить по вертикали размеры до 0,1 ангстрема (1 стомиллиардная доля метра, или приблизительно примерно одной десятой диаметра атома водорода). Разрешающая способность по горизонтали в 2 ангстрема достигнута благодаря использованию сканирующих кончиков шириной всего только в немного атомов, а кончики шириной в 1 атом разрабатываются в настоящее время. После того как в конструкцию сканирующего туннелирующего микроскопа были внесены усовершенствования, он стал обычным инструментом во многих исследовательских лабораториях. Кроме вакуума, тот самый инструмент оказывается эффективным и во многих других средах, охватывая воздух, воду и криогенные жидкости. Он применяется для изучения различных образцов, отличных от неорганических веществ, в частности вирусов.

Б. и Рорер поделили в 1986 г. половину Нобелевской премии по физике за изобретение сканирующего туннелирующего микроскопа. Другую половину премии получил Эрнст Руска за работу над электронным микроскопом. Награждая премией Б. и Рорера, агент Шведской королевской академии наук заявил: Очевидно, что эта техника обещает чертовски полно и что мы до сих пор были свидетелями только начала ее развития. Многие исследовательские группы в различных областях науки пользуются сегодня сканирующим туннелирующим микроскопом. Изучение поверхностей является важной частью физики, в особенности необходимой в физике полупроводников и в микроэлектронике. В химии поверхностные реакции также играют важную образ, в частности в катализе. Можно, помимо того, фиксировать органические молекулы на поверхности и штудировать их строение. Среди прочих приложений эту технику не возбраняется применять для исследования молекул ДНК. Вспоминая о том, что он чувствовал, узнав о награждении, Б. отметил: Это было превосходно и зверски одновременно, потому как это было признанием большого успеха, но в то же время означало завершение захватывающего открытия.

В 1969 г. Б. женился на Лоре Ваглер, психологе; у них дочка и сынуля.

Кроме исследований, Б. интересуют лыжи, футбол, теннис, гольф и парусный спорт. Талантливый музыкант, он сочиняет музыку, играет на скрипке и гитаре и поет. С 1986 г. является членом ученого совета ИБМ, т.е. занимает единственный из высших научных постов в корпорации.

Б. и Рорер получили за свою работу, помимо Нобелевской премии, и другие награды. В 1984 г. они поделили премию Хьюлетта-Паккарда Европейского физического общества и международную научную премию короля Фейсала и правительства Саудовской Аравии за усилия по созданию сканирующего туннелирующего микроскопа. Б. кроме того награжден Физической премией Германского физического общества (1982).

Так же читайте биографии известных людей:

Герд Рундштедт Gerd Rundshtedt

Рундштедт, Герд фон (Rundstedt), (1875-1953), генерал-фельдмаршал германской армии. Родился 12 декабря 1875 в Ашерслебене. В 1932 в звании..
читать далее →

Герек Мейнхард Gerek Meinhardt

В настоящее время юного фехтовальщика считают потенциально сильным спортсменом, все самые лучшие победы которого еще впереди. Однако уже сегодня..
читать далее →

Герман Банг German Bang

датский писатель, потомственный дворянин, изучал юриспруденцию в университете, но не закончил его и после неудачного актерского дебюта стал..
читать далее →

Герман Вук German Vuk

Вук принадлежит к числу признанных американских романистов. Одновременно он уделял большое внимание занятиям иудаистикой.
читать далее →

Ваши комментарии

добавить комментарий