磁原子显微镜

扫描隧道显微镜可以使材料的单个原子可见。苏黎世联邦理工大学的研究人员现在也用这种显微镜测量了它们的磁化强度。这种新技术既可用于磁成像，也可用于磁信息处理。

古希腊的哲学家们已经相信物质是由原子构成的。然而，大约35年前，原子实际上首次在苏黎世观测到。扫描隧道显微镜开发的Gerd Binnig和Heinrich Rohrer允许表面的材料与空间分辨率小于一纳米–足以看到单个原子的研究。PCBA加工

一个研究小组由Urs Ramsperger和Danilo Pescia在为苏黎世联邦理工大学固体物理实验室，一起在伊斯坦布尔技术大学的同事，现在增加了一个重要的细节，这样的极限分辨率显微镜的能力。在杂志上的科学报告说，他们成功地在几纳米的空间分辨率的测量材料的磁化。将来，这项技术可以用于材料的磁成像，也可以用于信息处理的新方法的开发。

不应该存在的技术

新技术的主要特点是，实际上它根本不起作用。为解决个体原子的扫描隧道显微镜使用金属尖端放非常接近的一种材料的表面，事实上在一个原子的大小（小于一纳米）。根据量子力学的规则，在如此短的距离内，电子可以从金属尖端隧道进入材料，从而产生电流，用来产生表面的图像。现在在ETH增加距离的几个纳米，即让研究者感到惊讶，Danilo Pescia解释说：“一方面，尽管距离越大，我们仍然有很好的空间分辨率，另一方面我们能够提取电子从隧道区–虽然计算表明提取应该几乎是不可能的。“通常电子隧穿的金属尖端的材料，即使在几纳米针尖表面分离，被困在之间的间隙，根据理论，应该离开隧道区很少。

电子自旋中的信息；

然而，所提取的电子包含有价值的信息。他们的自旋对于研究人员来说特别有趣，因为它告诉他们在研究中的物质的原子和方向是磁化的。自旋指定了电子的内部旋转，但实际上只产生一个非常小的可测量的信号。因此，探测它是一项重大的技术挑战，特别是在隧道试验的困难条件下。

在他们的实验中，科学家们在扫描隧道显微镜的金属尖端上施加了适当的电压，这种电子显微镜能产生没有特定自旋方向的电子。当他们遇到磁性原子-原子，也就是说，有一个明确的自旋-原子的自旋方向转移到从隧道区域提取的电子。最后利用自旋探测器测量了萃取电子的自旋方向。这样，有可能与五纳米的空间分辨率检测材料的磁化。

早期的尝试失败了；

早在三十年前，IBM苏黎世和美国国家标准与技术研究所就进行了一项类似的实验，但获得磁态的空间分辨图像的目标尚未实现。在ETH的研究人员认为他们现在成功的负面预测尽管。目前，他们也在试图从理论上理解他们意想不到的成功，并推动新技术的发展。在美国也有一个新的兴趣在仪器类似于一个现在建在ETH和美国国家科学基金会提供相关项目的慷慨资助。

各种应用的可能性

URS Ramsperger和Danilo Pescia，是从这个故事里学到了教训：“在研究一个不要害怕尝试不可能一次”，他们说：“有时事情并添加工作更好的在实践中比在理论–毕竟纸是纸。”他们的勇气现在得到了回报，会的，研究人员希望，导致各种应用。例如，材料的磁性能实时研究，分辨率为第一兆秒。由于目前实验有效地转换电压为自旋（这使它例现代电子学），对单个原子的磁化的操控也应该是可能的。