Advertisement

Salah satu macam mikroskop yang bekerja dengan cara menggerakkan jarum pemindai di permukaan objek. Gambar dihasilkan dengan mengubah variasi arus listrik menjadi gambar pada layar monitor. Mikroskop jenis ini dibuat oleh Gerd Binnig dan Heinrich Rohrer, keduanya dari laboratorium penelitian IBM di Zurich, pada,tahun 1981. Atas karyanya itu, Gerd Binnig dan Heinrich Rohrer bersama-sama dengan Ernst Ruska menerima Hadiah Nobel bidang Fisika pada tahun 1986. Bersama-sama dengan mikroskop gaya-atom (iatomic-force microscope), mikroskop pindaian-terowongan digolongkan sebagai mikroskop pindaian-jarum (scanning-probe microscope).

Terdapat perbedaan besar antara mikroskop pindai- an-jarum dan mikroskop optik ataupun mikroskop elektron. Pada mikroskop optik atau mikroskop elektron, bayangan objek diperoleh dengan menangkap berkas (cahaya atau elektron) yang dipantulkan oleh benda objek. Pada mikroskop pindaian-jarum, bayangan diperoleh dengan ‘meraba’ objek tersebut sehingga diperoleh gambaran mengenai bentuknya. Untuk memudahkan penjelasan, bayangkanlah seandainya kita ingin mengetahui bentuk meja yang ditempatkan dalam ruangan gelap-pekat. Cara pertama yang dapat kita lakukan adalah memancarkan ‘cahaya’ ke dalam ruangan itu. Pada mikroskop optik ‘cahaya’ tersebut adalah berkas cahaya-tampak sedangkan pada mikroskop elektron ‘cahaya’ tersebut berupa ancaran berkas elektron. Cara kedua adalah dengan ‘merak seluruh permukaan meja dan membayangan bentuknya. Cara inilah yang digunakan oleh mikroskop pindaian jarum. Mikroskop jenis ini memiliki pindaian jarum yang digerakkan ke seluruh per-lukaan objek. Selagi menelusuri permukaan objek, dilakukan penginderaan terhadap kontur permukaan objek.

Advertisement

Mikroskop pindaian-terowongan ini bekerja berdasarkan fakta bahwa pada skala atomik permukaan bahan tidak keras dan kaku. Elektron elektron yang dimiliki oleh atom-atom membentuk atmosfer yang, sebagaimana atmosfer bumi, semakin jauh dari permukaan akan semakin tipis. Jika jarum-pemindai mikroskopis -terbuat dari platinum dan iridium – didekatkan ke permukaan suatu objek, maka bagian terluar atmosfer jarum pemindai akan tumpang-tindih dengan bagian terluar atmosfer objek. Wilayah tumpang-tindih membentuk semacam terowongan sebagai jembatan berpindahnya elektron dari satu atmosfer ke atmosfer lainnya. Terowongan elektron-elek- tron menimbulkan arus listrik. Semakin luas wilayah tumpang-tindih, semakin besar aliran arus listrik. Variasi arus listrik yang dihasilkan oleh jarum pemindai diberikan ke komputer yang akan mengubahnya menjadi gambar pada layar monitor. Dengan menggunakan mikroskop pindaian-terowongan, pada tahun 1983 dapat dihasilkan gambar bentuk atom silikon secara jelas.

Kelemahan mikroskop pindaian terowongan adalah bahwa kita hanya akan mendapatkan arus listrik apabila objek atau sampel yang kita pelajari bersifat penghantar listrik, yakni memiliki elektron bebas. Ini berarti molekul organik, misalnya DNA, tidak akan dapat d: hat kecuali apabila dilapisi dengan selaput tipis bahan logam; demikian juga cip mikroelektronik karena sering kali permukaannya dilapisi bahan isolator.

Kelemahan mikroskop pindaian-terowongan diatasi dengan mikroskop pindaian-jarum jenis lain, yang disebut mikroskop gaya-atom. Mikroskop yang dikembangkan sejak tahun 1985 oleh sekelompok ilmuwan dari Stanford dan IBM Zurich ini membentuk gambar dengan cara perabaan seperti halnya mikroskop pindaian-terowongan. Perbedaannya, pada mi-kroskop gaya-atom yang dideteksi bukan arus listrik tetapi gaya listrik antarelektron. Kontur permukaan objek dapat digambarkan dari kuat atau lemahnya gaya tolak menolak antara elektron di permukaan objek dan elektron di jarum pemindai.

 

 

Advertisement