海因里希·罗雷尔(英语:Heinrich Rohrer,1933年6月6日-2013年5月16日),
瑞士物理学家。 1981年与
格尔德·宾宁共同发明了
扫描隧道显微镜,因此与
格尔德·宾宁、
恩斯特·鲁斯卡(
电子显微镜的发明者)共同获得1986年
诺贝尔物理学奖。
扫描隧道显微镜(英语:Scanning tunneling microscope,缩写为STM),是一种利用
量子隧穿效应探测物质表面结构的仪器。它于1981年由
格尔德·宾宁及
海因里希·罗雷尔在
IBM位于
瑞士苏黎世的苏黎世实验室发明,两位发明者因此与电子显微镜的发明者
恩斯特·鲁斯卡分享了1986年
诺贝尔物理学奖。
扫描隧道显微镜技术是
扫描探针显微术的一种,基于对探针和表面之间的隧穿电流大小的探测,可以观察表面上单
原子级别的起伏。此外,扫描隧道显微镜在低温下可以利用探针尖端精确操纵单个分子或原子,因此它不仅是重要的微纳尺度测量工具,又是颇具潜力的微纳加工工具。
其机械部分的实现难点在于如何驱动针尖或样品在微纳尺度范围内做精确运动,因此用到了
压电陶瓷管。
在恒流模式下,压电陶瓷管受反馈电路控制,保持针尖和样品之间的隧穿电流保持恒定的设定电流值。为了保持隧穿电流恒定,压电陶瓷管需要根据表面起伏在z方向上下运动,该运动轨迹反映了表面的起伏情况。以z的值在xy空间上做二维图,就得到了表面的高度起伏像。
扫描隧道显微镜目前的主要应用领域为基础科学研究,包括模型催化研究、超导、单分子(原子)磁体、纳米器件学等。在工业领域的主要应用为半导体表面形貌测量,例如线宽测量。