Microscopie met een 'gate'-elektrode
Een STM bestaat uit een naaldje met een punt die op één atoom uitloopt. Door dit naaldje heel dicht boven een oppervlak te brengen en een spanningsverschil te zetten tussen het oppervlak en het naaldje, kan men een elektron laten overspringen van een atoom in het oppervlak naar het atoom aan het uiteinde van het naaldje. Eén toepassing van deze techniek die inmiddels standaard is, is om een spanningsverschil aan te brengen en vervolgens de naald van de STM over het oppervlak te laten bewegen. Het resultaat is een soort reliëfkaart van dat oppervlak op de schaal van afzonderlijke atomen.
De onderzoekers in Delft hebben nu aan hun STM een tweede naaldpunt toegevoegd (zie figuur 1). Op die tweede punt kunnen ze een spanning zetten en dan werkt die punt als een 'gate'-elektrode in een transistor. Ze kunnen zo het elektrisch veld wijzigen. Dat biedt de mogelijkheid de quantummechanische energieniveaus in te stellen die de overspringende elektronen kunnen gebruiken. Dit maakt goed te controleren spectroscopische metingen aan kleine objecten als metaalclusters en moleculen mogelijk.
De onderzoekers in Delft hebben nu deze techniek toegepast op metaalclusters. In het vaktijdschrift Applied Physics Letters van 17 januari publiceren ze metingen aan een cluster goudatomen van 20 nanometer in doorsnede. Die metingen laten alle aspecten van het overspringen van afzonderlijke elektronen zien.