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Gerd Binnig

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Gerd Binnig

Gerd Binnig.
Información personal
Nombre de nacimiento Gerd Karl Binnig Ver y modificar los datos en Wikidata
Nacimiento 20 de julio de 1947 (77 años)
Fráncfort del Meno
Nacionalidad Alemán
Educación
Educado en Goethe University Frankfurt
Supervisor doctoral Werner Martienssen
Eckhardt Hoenig
Información profesional
Área Física
Conocido por microscopio de efecto túnel, microscopio de fuerza atómica
Empleador IBM
Miembro de Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos (desde 1987) Ver y modificar los datos en Wikidata
Distinciones Premio Nobel de Física (1986)
Elliott Cresson Medal (1987)
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Gerd Binnig es un físico alemán nacido en Fráncfort del Meno en 1947[1]​ y Premio Nobel de Física en 1986 conjuntamente con Heinrich Rohrer por la invención del microscopio de efecto túnel.[1]​

Biografía

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A los diez años supo que sería físico. Su familia se repartía entre Fráncfort del Meno y Offenbach, por lo que asistió a escuelas de ambas ciudades.

En 1969, se casó con Lore Wagler, una psicóloga, tuvieron una hija nacida en Suiza y un varón en California. Sus hobbies eran la lectura, natación y golf.

Binnig estudió física en la Universidad Johann Wolfgang Goethe en Fráncfort, obteniendo una licenciatura en 1973 y permaneciendo allí para hacer un doctorado en el grupo de Werner Martienssen, supervisado por Eckhardt Hoenig.[2]​

En 1978, aceptó una oferta de IBM para trabajar con ellos en Zúrich. Recibió el premio Nobel de Física en 1986 junto con su colega de la empresa Heinrich Rohrer por inventar el microscopio de efecto túnel, que permite ver átomos individuales, obteniendo una imagen muy precisa de la superficie de un material.[3]​

Actualmente, Binnig trabaja en el Laboratorio de Investigación de IBM en Zúrich.

Carrera

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En 1978, Binnig aceptó una oferta de IBM para unirse a su grupo de investigación de Zúrich, donde trabajó con Heinrich Rohrer, Christoph Gerber y Edmund Weibel. Allí desarrollaron el microscopio de efecto túnel (STM), un instrumento para obtener imágenes de superficies a nivel atómico.[4]​ El comité del Nobel describió el efecto que la invención del STM tuvo en la ciencia, diciendo que "se abren campos totalmente nuevos para el estudio de la estructura de la materia"[5]​ Los principios físicos en los que se basaba el STM ya se conocían antes de que el equipo de IBM desarrollara el STM, pero Binnig y sus colegas fueron los primeros en resolver los importantes retos experimentales que suponía su puesta en práctica.[5]​

El equipo de IBM Zürich pronto fue reconocido con varios premios: el Premio Alemán de Física, el Premio Otto Klung, el Premio Hewlett Packard y el Premio Rey Faisal.[1]​ En 1986, Binnig y Rohrer compartieron la mitad del Premio Nobel de Física, la otra mitad del premio se concedió a Ernst Ruska.

Entre 1985 y 1988, trabajó en California. Estuvo en IBM en Almaden Valley, y fue profesor visitante en la Universidad de Stanford.[6]​

En 1985, Binnig inventó el Microscopio de fuerza atómica (AFM)[7]​ y Binnig, Christoph Gerber y Calvin Quate pasaron a desarrollar una versión funcional de este nuevo microscopio para superficies aislantes.[8]​

En 1987 Binnig fue nombrado IBM Fellow. Ese mismo año, puso en marcha el grupo de física de IBM de Múnich, en el que trabajaba sobre la creatividad.[9]​ y la microscopía de fuerza atómica.[10]​

En 1994 el profesor Gerd Binnig fundó Definiens que se convirtió en el año 2000 en una empresa comercial. La empresa desarrolló la Tecnología de Redes de Cognición para analizar imágenes igual que el ojo y el cerebro humanos son capaces de hacer.[11]​

En 2016, Binnig ganó el Premio Kavli de Nanociencia.[12]​ Se convirtió en miembro de la Academia Noruega de Ciencias y Letras.[13]​

El Centro de Nanotecnología Binnig y Rohrer, un centro de investigación propiedad de IBM en Rüschlikon, Zúrich, lleva el nombre de Gerd Binnig y Heinrich Rohrer.

Importancia del Microscopio de Efecto Túnel

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El desarrollo por parte de Gerd Binning del Microscopio de efecto Túnel (STM por sus siglas en inglés) abrió las puertas de la ciencia a una herramienta revolucionaria en el campo de la microscopía, que ofrece capacidades únicas que han tenido un profundo impacto en diversas disciplinas científicas. Aquí están algunas razones clave que destacan su importancia:

Imagen a Escala Atómica: El STM permite a los científicos visualizar superficies a escala atómica. Los microscopios ópticos tradicionales están limitados por la longitud de onda de la luz, lo que les impide resolver características más pequeñas de aproximadamente 200 nanómetros. En contraste, el STM puede resolver átomos y moléculas individuales en una superficie, proporcionando información detallada sobre su disposición espacial y estructura electrónica.

Topografía de Superficies: Más allá de la imagen de átomos individuales, el STM es excepcional para estudiar la topografía de superficies. Puede crear mapas tridimensionales de superficies con una resolución de nanómetros, revelando detalles como defectos superficiales, escalones y rugosidad a escala atómica. Esta capacidad es crucial en campos como la ciencia de materiales, donde las propiedades superficiales influyen significativamente en el rendimiento de los materiales.

Manipulación a Escala Atómica: Una de las características más innovadoras del STM es su capacidad para manipular átomos y moléculas individuales. Al aplicar un voltaje entre la punta del STM y la superficie, los investigadores pueden mover átomos o moléculas con precisión, reorganizarlos e incluso crear nanoestructuras átomo por átomo. Esta capacidad es fundamental para explorar la nanotecnología y desarrollar nuevos materiales con propiedades específicas.

Entendimiento de Propiedades Electrónicas: El STM no es solo una herramienta visual; también proporciona información sobre las propiedades electrónicas de los materiales. Al medir la corriente que fluye entre la punta y la superficie a diferentes voltajes, los investigadores pueden estudiar estados electrónicos locales, distribución de carga y propiedades de conductancia a escalas atómicas. Esto es crucial para avanzar en nuestra comprensión de semiconductores, superconductores y otros materiales importantes para la electrónica y las tecnologías cuánticas.

Impacto en Diversas Disciplinas: El STM ha tenido un impacto transformador en diversas disciplinas científicas, incluyendo física, química, biología y ciencia de materiales. Ha permitido descubrimientos en campos que van desde la química de superficies y la catálisis hasta la nanotecnología y la biología molecular. Su versatilidad y capacidad para operar en diferentes condiciones (por ejemplo, en vacío o en líquidos) lo convierten en una herramienta versátil para explorar diversas preguntas de investigación.

Avances en Nanotecnología: A medida que la nanotecnología ha evolucionado, el STM ha desempeñado un papel fundamental en la caracterización y manipulación de estructuras a escala nanométrica. Ha sido instrumental en el desarrollo de dispositivos nanométricos, sensores y máquinas moleculares, empujando los límites de lo posible en miniaturización e ingeniería de precisión.

Por todo ello, el Microscopio de Efecto Túnel no solo se destaca por su capacidad para proporcionar imágenes sin precedentes a escala atómica, sino también por su papel en el avance de nuestra comprensión fundamental de la materia a escala nanométrica. Sus contribuciones a la ciencia y la tecnología continúan expandiéndose a medida que los investigadores aprovechan sus capacidades para abordar nuevos desafíos y explorar nuevas fronteras.

Publicaciones

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  • Patente CH643397: Scanning apparatus for surface analysis using vacuum-tunnel effect at cryogenic temperatures (Gerät zur rasterartigen Oberflächenuntersuchung unter Ausnutzung des Vakuum-Tunneleffekts bei kryogenischen Temperaturen). Angemeldet am 20. September 1979, Anmelder: IBM, Erfinder: Gerd Binnig, Heinrich Rohrer.
  • Gerd Binnig, Heinrich Rohrer, C. Gerber und E. Weibel: Tunneling through a Controllable Vacuum Gap, Appl. Phys. Lett. 40, 178 (1982).
  • Gerd Binnig, Heinrich Rohrer, C. Gerber und E. Weibel: Surface studies by scanning tunneling microscopy. In: Phys. Rev. Lett. 49/1, S. 57–61 (1982).
  • Gerd Binnig: Aus dem Nichts. Über die Kreativität von Natur und Mensch. (1997), ISBN 3-492-21486-X.

Referencias

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  1. ↑ a b c «Gerd Binnig – Biographical». Nobel Media AB. 1986. Consultado el 1 de enero de 2014. 
  2. ↑ «Definiens Management Team – Gerd Binnig, PhD». Archivado desde el original el 2 de enero de 2014. Consultado el 1 de enero de 2014. 
  3. ↑ «Gerd Binnig (1947-Present)». National High Magnetic Field Laboratory. Archivado desde el original el 11 de octubre de 2014. Consultado el 30 de julio de 2012. 
  4. ↑ Binnig, G.; Rohrer, H.; Gerbe, Ch; Weibe, E. (1982). «Estudios de superficies mediante microscopía de efecto túnel de barrido». Physical Review Letters 49 (1): 57. Bibcode:1982PhRvL..49...57B. doi:10.1103/PhysRevLett.49.57. 
  5. ↑ a b Nobel Prize Press Release 1986
  6. ↑ «Gerd Binnig». kavliprize.org. 2 de junio de 2016. Consultado el 30 de mayo de 2017. 
  7. ↑ G. Binnig, "Atomic force microscope and method for imaging surfaces with atomic resolution", US Patent US4724318 (priority date 25 November 1985)
  8. ↑ Binnig, G.; Quate, C. F. (1986). «Atomic Force Microscope». Physical Review Letters 56 (9): 930-933. Bibcode:1986PhRvL..56..930B. ISSN 0031-9007. PMID 10033323. 
  9. ↑ G. Binnig, "Aus dem Nichts. Über die Kreativität von Natur und Mensch", Piper (1990).
  10. ↑ Giessibl, F. J.; Gerber, Christoph; Binnig, G. (1991). «Un microscopio de fuerza atómica/túnel de barrido de baja temperatura para vacío ultra alto». Journal of Vacuum Science & Technology B: Microelectrónica y Estructuras Nanométricas (American Vacuum Society) 9 (2): 984-988. Bibcode:1991JVSTB...9..984G. ISSN 0734-211X. 
  11. ↑ Salud, Audacity. «Equipo | Definiens». www.definiens.com. Archivado desde el original el 5 de junio de 2016. Consultado el 6 de junio de 2016. 
  12. ↑ «Premio Kavli de Nanociencia 2016 | www.kavliprize. org». www.kavliprize.org. 2 de junio de 2016. Consultado el 6 de junio de 2016. 
  13. ↑ «Artikkel: Grupo 2: Astronomía, Física y Geofísica». The Norwegian Academy of Science and Letters (en noruego). Consultado el 14 de diciembre de 2021. 
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