 استخدام المجهر النفقي الماسح يقيم قسم فيزياء الليزر/ مختبر أبحاث النانوتكنلوجي والمواد المتقدمة دورة في استخدام المجهر النفقي الماسح(scanning Tunneling (Microscope STM) منـــــــــاهج الـــــــدورةالاهداف يكتسب المشاركين في الدورة معلومات نظرية وعملية من تشغيل واستخدام المجهر النفقي المح (في مجال النانوتكنلوجي حيث يعد من أهم الأجهزةالتو صفية في تقنية النانوتكنلوجي حيث يمكن الحصول على صورة مجسمة باستخدام هذا النوع من المجاهر وتستخدم هذه الصور في دراسة سطوح المواد على مستوى النانو متر إذ يمكن تحديد الحجوم الحبيبية وإشكال السطوح من خلالها المدة :مدة الدورة ثلاثة أيام المحاضرة: تقديم محاضرات علمية حول تعريف المشاركين بالجهاز وكيفية تحضير العينات لغرض فحصها إضافة إلى محاضرات علمية حول الحصول على نتائج مناقشتها وتطبيق عملي على الجهاز الاجور :اجور المشاركة (250) ألف دينار ويزود المشاركين بشهادة مشاركةومن المهم معرفة ان مقياس النانو صغيرجدا ولايمكن بناء اشياء اصغر منه وفي العصر الحديث ظهرت بحوث ودراسات عديدة حول مفهوم تقنية النانو وتصنيع موادها وتوظيفها في عديد من الميادين تحدث العلم الفيزيائي المشهورريتشارد فيمان سنة 1959 الى الجمعية الفيزئية الامريكية في محاضرتة الشهيرة بعنوان " هناك مساحة واسعة في الاسفل " قائلا بان المادة عند مستويات النانو " قبل استخدام هذا الاسم " بعدد قليل من الذرت تتصرف بشكل مختلف عن حالتها عندما تكون بالحجم المحسوس كما اشار الى امكانية تطوير طريقةلتحريك الذرات والجزيئات بشكل مستقل والوصول الى الحجم المطلوب , وعندالمستويات تتغير كثير من المفاهيم الفيزيائية فمثلا تصبح الجاذبية اقل اهمية وبالمقابل تزداد اهمية التوتر السطحي وقوة تجاذب فاندر فالز . وقد توقع ان يكون للبحوث حولخصائص المادة عند مستويات النانو دور جذري في تغيير أنماط الحياة الانسانية وقبل هذة المحاضرة وبالرغم من وجود أبحاث قليلة عاى مواد بمستو النانو وأن كانت لم تسمى بهذا الاسم , فقد تمكن أهلير "uhlir" عام 1956 من تسجيل مشاهداته للسيلكون الاسفنجي "porous silicon" وبعد ذلك بعدة سنوات تم الحصول على اشعاع مرئي من هذه المادة لأول مرة عام 1990 في الستينات تم تطوير سوائل مغناطيسية "ferrofluids"، تُصنّع من حبيبات بأبعاد نانوية ، كما اشتملت الاهتمامات البحثية في الستينات على ما يُسمى بالرنين البارامغناطيسي الالكتروني "EPR" لاكترونات التوصيل في جسيمات بأبعاد نانوية تُسمى وقتئذ بالعوالق أو الغروانيات "colloids"، اذ تُنتَج هذه الجسيمات بالفصل أو التحلُّل الحراري "heat decomposition". وفي عام 1969 اقترح ليو ايساكي تصنيع تركيبات شبه موصلة بأحجام النانو ، وكذلك تصنيع شبيكات شبه موصلة مفرطة الصغر. وفي السبعينات أمكن التنبؤ بالخصائص التركيبية للفلزات النانوية كوجود أعداد سحرية عن طريق دراسات طيف الكتلة "mass spectroscopy" حيث تعتمد الخصائص على أبعاد العينة غير المتبلورة. كما تم تصنيع أول بئر كمي في بعدين في نفس الفترة بسماكة ذرية أحادية تلاها بعد ذلك تصنيع النقاط الكمية "quantum dots" ببعد صفري. ومع اختراع العالمان جيرد بينج و هينريك روهر سنة1981 المجهر النفقي الماسح "STM" ، ازدادت البحوث المتعلقة بتصنيع ودراسة التركيبات النانوية للعديد من المواد. وقد حصل العالمان على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1986 على اختراعهما. وبعد سنوات عدة تمكن العالم الفيزيائي دون ايجلر في معامل IBM من تحريك الذرات باستخدام جهاز الميكروسكوب النفقي الماسح، وفتح مجالا جديدا لإمكانية تجميع الذرات المفردة مع بعضها، وفي نفس الوقت تم اكتشاف الفلورينات بواسطة هارولد كروتو، ريتشارد سمالي و روبرت كيرل ، وهي عبارة عن جزيئات تتكون من 60 ذرة كربون تتجمع على شكل كرة قدم. وفي عام 1995 تمكَّن العالم الكيميائي منجي باوندي من تحضير حبيبات من شبه الموصلات الكادميوم/ الكبريت" او السلينيوم" اصغرها ذات قطر 3- 4 نانومتر. أما طرق تحضير العينات النانوية غير المتبلورة والمعتمدة على تقنيات الليزر، البلازما أو الحفر بشعاع الكتروني وغيرها فقد وُجدت منذ منتصف الثمانينات. كما ان المفهوم الفيزيائي للتقييد الكمي الالكتروني " quantum confinement " قد بدأ في أوائل الثمانينات ايضا.وقد سُجّلت أول قياسات على تكميم التوصيلية في نهاية الثمانينات وأمكن تصنيع أول ترانزيستور وحيد الإلكترون "single electron transistor". وفي عام 1991 تمكن البروفيسور سوميو ليجيما من جامعة ميجي باليابان من اكتشاف أنابيب الكربون النانويه، وهي عبارة عن انابيب اسطوانية مجوَّفة قطرها بضعة نانومتر ومصنوعة من شرائح الجرافيت. وبعد ذلك تم اكتشاف ترانزستور أنابيب الكربون النانوية عام 198. وفي عام 2000 تمكَّن عالم الفيزياء منير نايفه من اكتشاف وتصنيع عائلة من حبيبات السليكون اصغرها ذات قطر 1 نانومتر وتتكون من 29 ذرة سليكون سطحها على شكل الفولورينات الكربونية الا ان داخلها غير فارغ وتتوسطها ذرة واحدة منفردة. وفي العام ذاته أعلنت أمريكا " مبادرة تقنية النانو الوطنية " NNI""، والتي جعلت تقنية النانو تقنية إستراتيجية وطنية وفتحت مجال الدعم الحكومي الكبير لهذه التقنية في جميع المجالات الصناعية والعلمية والجامعية. وتلتها في ذلك اليابان التي أنشأت مركزا متخصصا للباحثين في تقنية النانو مع توفير جميع الأجهزة المتخصصة ودعم الباحثين وتشجيعهم وتبادل المعلومات فيما بينهم. "النانو" من علاج الأمراض الى الفضاء فقد تم تصنيع مجس كيميائي محكم باستخدام انابيب نانو كربونية. ومثل هذا الجهاز مثالي للاستخدام في مهام ناسا المتعلقة بكيمياء الفضاء. كما تم تصميم جهاز لقياس الموجات باستخدام تقنية النانو، وهو جهاز اداؤه اعلى بكثير من الاجهزة التجارية المتوفرة بينما يستخدم طاقة اقل كما انه اخف واصغر حجما.
|