Сканирующий туннельный микроскоп

Сканирующая туннельная микроскопия (СТМ) - это способ наблюдения за атомами. Он был разработан в 1981 году. Его изобрели Герд Бинниг и Генрих Рорер в IBM Zürich. Они получили Нобелевскую премию по физике за его изобретение в 1986 году. Для СТМ хорошим разрешением является боковое разрешение 0,1 нм (насколько точно он может видеть особенности на поверхности) и разрешение по глубине 0,01 нм (насколько точно он может видеть высоту бугорков на поверхности). СТМ можно использовать не только в вакууме, но и в воздухе, различных жидкостях и газах, а также при большинстве распространенных температур.

СТМ основан на квантовом туннелировании. Когда металлический наконечник подносится очень близко к металлической или полупроводниковой поверхности, напряжение между ними может позволить электронам течь через вакуум между ними. Изменение тока при прохождении зонда по поверхности - вот что создает картину. STM может быть трудной задачей, так как для этого нужны очень чистые поверхности и острые наконечники.

Изображение реконструкции на поверхности золота.Zoom
Изображение реконструкции на поверхности золота.

Процедура

Сначала наконечник подносят очень близко к исследуемому объекту, примерно на 4-7 ангстрем. Затем наконечник очень осторожно перемещают по исследуемому объекту. Изменение тока при перемещении может быть измерено (режим постоянной высоты). Высота наконечника, при которой ток всегда одинаков, тоже может быть измерена (режим постоянного тока). Использование режима постоянной высоты быстрее.

Инструментарий

Частями СТМ являются: сканирующий наконечник, что-то, что перемещает наконечник, что-то, что не дает ему вибрировать, и компьютер.

Части СТМZoom
Части СТМ

Крупный план простой головки сканирующего туннельного микроскопа в Университете Сент-Эндрюса, сканирующего MoS2 с помощью платино-иридиевого щупа.Zoom
Крупный план простой головки сканирующего туннельного микроскопа в Университете Сент-Эндрюса, сканирующего MoS2 с помощью платино-иридиевого щупа.

Похожие страницы

Литература

  • Tersoff, J.: Hamann, D. R.: Теория сканирующего туннельного микроскопа, Physical Review B 31, 1985, p. 805 - 813.
  • Bardeen, J.: Tunnelling from a many-particle point of view, Physical Review Letters 6 (2), 1961, p. 57-59.
  • Chen, C. J.: Происхождение атомного разрешения на металлических поверхностях в сканирующей туннельной микроскопии, Physical Review Letters 65 (4), 1990, p. 448-451
  • G. Binnig, H. Rohrer, Ch. Gerber, and E. Weibel, Phys. Rev. Lett. 50, 120 - 123 (1983)
  • G. Binnig, H. Rohrer, Ch. Gerber, and E. Weibel, Phys. Rev. Lett. 49, 57 - 61 (1982)
  • G. Binnig, H. Rohrer, Ch. Gerber, and E. Weibel, Appl. Phys. Lett., Vol. 40, Issue 2, pp. 178-180 (1982)
  • R. В. Лапшин, Методология сканирования, ориентированная на особенности, для зондовой микроскопии и нанотехнологий, Нанотехнологии, том 15, выпуск 9, страницы 1135-1151, 2004 г.

Вопросы и ответы

В: Что такое сканирующая туннельная микроскопия?


О: Сканирующая туннельная микроскопия (СТМ) - это способ увидеть форму крошечных объектов. Она может создавать изображения атомов на поверхности и перемещать атомы в разные места.

В: Кто изобрел СТМ?


О: СТМ была изобретена Гердом Биннигом и Генрихом Рорером в 1981 году в IBM, в Цюрихе.

В: Когда они ее изобрели?


О: Они изобрели ее в 1981 году в IBM, в Цюрихе.

В: Что может делать СТМ?


О: СТМ может делать изображения атомов на поверхности и перемещать атомы в разные места.

В: Они получили награду за изобретение СТМ?


О: Да, они получили Нобелевскую премию по физике за ее изобретение в 1986 году.

В: Где они получили эту награду?


О: Они получили Нобелевскую премию по физике за ее изобретение в 1986 году.

В: В каком году они получили эту награду?


О: Они получили Нобелевскую премию по физике за ее изобретение в 1986 году.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3