格爾德·賓寧（德國物理學家，掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡的發(fā)明者之一）

格爾德·賓寧（德語：Gerd Binnig，1947年7月20日－），德國物理學家，掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡的發(fā)明者之一，1986年獲得諾貝爾物理學獎。

生平

1947年，格爾德·賓寧出生在法蘭克福，他回憶說：“我的童年受到剛剛結(jié)束的第二次世界大戰(zhàn)的影響，我們在被炸毀的房屋廢墟中玩耍，卻因為年紀太小無法意識到更多。”

賓寧居住在法蘭克福和附近的奧芬巴赫，并在這兩座城市上學，1966年賓寧從奧芬巴赫的中學畢業(yè)，1973年又在法蘭克福大學獲得碩士學位，1978年同樣在法蘭克福大學完成論文《Tunnelspektroskopie an supraleitendem (SN)x》（超導材料(SN)x的隧道光譜學）并獲得博士學位。當年，他加入了IBM公司的蘇黎世研究實驗室的物理研究組，這是賓寧一生中的一個重要決定，他在IBM公司認識了瑞士物理學家海因里希·羅雷爾。

1981年，賓寧和海因里希·羅雷爾一起在IBM公司在蘇黎世研究實驗室研發(fā)出掃描隧道顯微鏡，使用這種顯微鏡技術(shù)，可以通過在金屬或半導體表面上僅幾個原子直徑的高度進行針尖掃描，對表面上的單個原子進行成像。為此他于1983年作為德國最優(yōu)秀的青年物理學家，被授予奧托·克隆獎（Otto-Klung-Preis）。并且在1986年，格爾德·賓寧和海因里希·羅雷爾因發(fā)明了掃描隧道顯微鏡，而與恩斯特·魯斯卡（電子顯微鏡的發(fā)明者）共同獲得諾貝爾物理學獎。

1985年至1986年賓寧被派往IBM公司在美國加利福尼亞州圣荷西的阿爾瑪?shù)茄芯恐行模?987年至1988年任附近斯坦福大學的訪問教授。1986年，賓寧、IBM公司蘇黎世研究實驗室的克里斯托夫·格貝爾（Christoph Gerber）和斯坦福大學的Calvin Quate一起發(fā)明了原子力顯微鏡。

1994年，賓寧組建了Delphi2 Creative Technologies GmbH公司，后改名Definiens GmbH有限責任公司，現(xiàn)在是Definiens AG股份公司，總部位于慕尼黑，該公司旗下Definiens Imaging GmbH公司開發(fā)的影像分析軟件eCognition在面對對象的圖像分類領(lǐng)域獲得了成功。

掃描隧道顯微鏡

掃描隧道顯微鏡（英語：scanning tunneling microscope，縮寫為STM），是一種利用量子隧穿效應(yīng)探測物質(zhì)表面結(jié)構(gòu)的儀器。它于1981年由格爾德·賓寧及海因里希·羅雷爾在IBM位于瑞士蘇黎世的蘇黎世實驗室發(fā)明，兩位發(fā)明者因此與電子顯微鏡的發(fā)明者恩斯特·魯斯卡分享了1986年諾貝爾物理學獎。

掃描隧道顯微鏡技術(shù)是掃描探針顯微術(shù)的一種，基于對探針和表面之間的隧穿電流大小的探測，可以觀察表面上單原子級別的起伏。此外，掃描隧道顯微鏡在低溫下可以利用探針尖端精確操縱單個分子或原子，因此它不僅是重要的微納尺度測量工具，又是頗具潛力的微納加工工具。

原子力顯微鏡

原子力顯微鏡（atomic force microscope，簡稱AFM），也稱掃描力顯微鏡（scanning force microscope，SFM）是一種納米級高分辨的掃描探針顯微鏡，優(yōu)于光學衍射極限1000倍。原子力顯微鏡的前身是掃描隧道顯微鏡，是由IBM蘇黎士研究實驗室的海因里希·羅雷爾（Heinrich Rohrer）和格爾德·賓寧（Gerd Binnig）在上世紀80年代早期發(fā)明的，他們之后因此獲得1986年的諾貝爾物理學獎。

格爾德·賓寧、魁特（Calvin Quate）和格勃（Gerber）于1986年發(fā)明第一臺原子力顯微鏡，而第一臺商業(yè)化原子力顯微鏡于1989年生產(chǎn)的。AFM是在納米尺度操作材料，及其成像和測量最重要的工具。信息是通過微懸臂感受和懸臂上尖細探針的表面的“感覺”來收集的，而壓電元件可以控制樣品或掃描器非常精確的微小移動，用導電懸臂（cantilever）和導電原子力顯微鏡附件則可以測量樣品的電流偏壓；更高級的儀器則可以測試探針上的電流來測試樣品的電導率或下表面的電子的移動，不過這種測試是非常艱難的，只有個別實驗室報道了一致的數(shù)據(jù)。利用微懸臂感受和放大懸臂上尖細探針與受測樣品原子之間的作用力，從而達到檢測的目的，具有原子級的分辨率。由于原子力顯微鏡既可以觀察導體，也可以觀察非導體，從而彌補了掃描隧道顯微鏡的不足。

原子力顯微鏡是由IBM公司蘇黎世研究中心的格爾德·賓寧與斯坦福大學的Calvin Quate于一九八五年所發(fā)明的，其目的是為了使非導體也可以采用類似掃描探針顯微鏡（SPM）的觀測方法。原子力顯微鏡（AFM）與掃描隧道顯微鏡（STM）最大的差別在于并非利用電子隧穿效應(yīng)，而是檢測原子之間的接觸，原子鍵合，范德瓦耳斯力或卡西米爾效應(yīng)等來呈現(xiàn)樣品的表面特性。