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【應(yīng)用案例】掃描隧道顯微鏡STM

王雪 ? 來源:jf_10528007 ? 作者:jf_10528007 ? 2023-07-04 13:12 ? 次閱讀
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掃描隧道顯微鏡STM

掃描隧道顯微鏡 (Scanning Tunneling Microscope, 縮寫為STM) 是一種掃描探針顯微術(shù)工具,掃描隧道顯微鏡可以讓科學(xué)家觀察和定位單個原子,它具有比它的同類原子力顯微鏡更加高的分辨率。此外,掃描隧道顯微鏡在低溫下(4K)可以利用探針尖端精確操縱原子,因此它在納米科技既是重要的測量工具又是加工工具。

STM工作原理

STM是一種利用量子理論中的隧道效應(yīng)探測物質(zhì)表面結(jié)構(gòu)的儀器。一根攜帶小小的電荷的探針慢慢地通過材料,一股電流從探針流出,通過整個材料,到底層表面。當(dāng)探針通過單個的原子,通過流過探針的電流量波動,得到圖片。

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掃描隧道顯微鏡的工作模式

◆ 恒電流模式

◆ 恒高度模式

掃描隧道顯微鏡是一個納米級的隨動系統(tǒng),因此,電子學(xué)控制系統(tǒng)也是一個重要的部分。掃描隧道顯微鏡要用計算機控制步進電機的驅(qū)動,使探針逼近樣品,進入隧道區(qū),而后要不斷采集隧道電流,在恒電流模式中還要將隧道電流與設(shè)定值相比較,再通過反饋系統(tǒng)控制探針的進與退,從而保持隧道電流的穩(wěn)定。所有這些功能,都是通過電子學(xué)控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。

實例圖片:

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審核編輯 黃宇

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