掃描隧道顯微鏡(STM)隧道針尖簡介
隧道針尖的結構是掃描隧道顯微技術要解決的主要問題之一。針尖的大小、形狀和化學同一性不僅影響著掃描隧道顯微鏡圖象的分辨率和圖象的形狀,而且也影響著測定的電子態。針尖的宏觀結構應使得針尖具有高的彎曲共振頻率,從而可以減少相位滯后,提高采集速度。如果針尖的尖端只有一個穩定的原子而不是有多重針尖,那么隧道電流就會很穩定,而且能夠獲得原子級分辨的圖象。針尖的化學純度高,就不會涉及系列勢壘。例如,針尖表面若有氧化層,則其電阻可能會高于隧道間隙的阻值,從而導致針尖和樣品間產生隧道電流之前,二者就發生碰撞 。 制備針尖的材料主要有金屬鎢絲、鉑- 銥合金絲等。鎢針尖的制備常用電化學腐蝕法。而鉑- 銥合金針尖則多用機械成型法,一般 直接用剪刀剪切 而成。不論哪一種針尖,其表面往往覆蓋著一層氧化層,或吸附一定的雜質,這經常是造成隧道電流不穩、噪音......閱讀全文
掃描隧道顯微鏡-(STM)隧道針尖簡介
? ? ? ?隧道針尖的結構是掃描隧道顯微技術要解決的主要問題之一。針尖的大小、形狀和化學同一性不僅影響著掃描隧道顯微鏡圖象的分辨率和圖象的形狀,而且也影響著測定的電子態。針尖的宏觀結構應使得針尖具有高的彎曲共振頻率,從而可以減少相位滯后,提高采集速度。如果針尖的尖端只有一個穩定的原子而不是有多重針
關于掃描隧道顯微鏡的隧道針尖介紹
隧道針尖的結構是掃描隧道顯微技術要解決的主要問題之一。針尖的大小、形狀和化學同一性不僅影響著掃描隧道顯微鏡圖像的分辨率和圖像的形狀,而且也影響著測定的電子態。 針尖的宏觀結構應使得針尖具有高的彎曲共振頻率,從而可以減少相位滯后,提高采集速度。如果針尖的尖端只有一個穩定的原子而不是有多重針尖,那
掃描隧道顯微鏡隧道針尖的相關介紹
隧道針尖的結構是掃描隧道顯微技術要解決的主要問題之一。針尖的大小、形狀和化學同一性不僅影響著掃描隧道顯微鏡圖象的分辨率和圖象的形狀,而且也影響著測定的電子態。 針尖的宏觀結構應使得針尖具有高的彎曲共振頻率,從而可以減少相位滯后,提高采集速度。如果針尖的尖端只有一個穩定的原子而不是有多重針尖,那
掃描隧道顯微鏡移動針尖刻寫條件
刻寫的結果與針尖的清潔程度有密切關系。已經污染的針尖接觸表面后將產生一小坑;未使用過的清潔的針尖接觸表面則產生一小丘。清潔針尖在表面上產生小丘的原因是由于它與表面有粘接現象,此時若想使針尖與樣品的間距恢復到與表面接觸前的情況,針尖必須退回更多,這從另一個角度說明針尖的粘接已使表面產生一凸起部分。
掃描隧道顯微鏡移動針尖刻寫方式簡介
當STM在恒流狀態下工作時,突然縮短針尖與樣品的間距或在針尖與樣品的偏置電壓上加一脈沖,針尖下樣品表面微區中將會出現毫微米級的坑、丘等結構上的變化。針尖進行刻寫操作后一般并未損壞,仍可用它對表面原子進行成像,以實時檢驗刻寫結果的好壞。 移動針尖進行刻寫的辦法主要有兩種 ①在反饋電路正常工作時
掃描隧道顯微鏡
掃描隧道顯微鏡(scanning tunneling microscope,STM) 由Binnig等1981年發明,根據量子力學原理中的隧道效應而設計。當原子尺度的針尖在不到一個納米的高度上掃描樣品時,此處電子云重疊,外加一電壓(2mV~2V),針尖與樣品之間產生隧道效應而有電子逸出,形成隧
掃描隧道顯微鏡(STM)
掃描隧道顯微鏡(STM)主要針對一些特殊導電固體樣品的形貌分析。可以達到原子量級的分辨率,但僅適合具有導電性的薄膜材料的形貌分析和表面原子結構分布分析,對納米粉體材料不能分析。掃描隧道顯微鏡有原子量級的高分辨率,其平行和垂直于表面方向的分辨率分別為0.1 nm和0.01nm,即能夠分辨出單個原子,因
掃描隧道顯微鏡(STM)
掃描隧道顯微鏡(STM)的基本原理是利用量子理論中的隧道效應。將原子線度的極細探針和被研究物質的表面作為兩個電極,當樣品與針尖的距離非常接近時(通常小于1nm),在外加電場的作用下,電子會穿過兩個電極之間的勢壘流向另一電極。這種現象即是隧道效應。
掃描隧道顯微鏡簡介
掃描隧道顯微鏡 Scanning Tunneling Microscope 縮寫為STM。它作為一種掃描探針顯微術工具,掃描隧道顯微鏡可以讓科學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
掃描隧道顯微鏡的誕生
? ? ? ?自有人類文明以來,人們就一直為探索微觀世界的奧秘而不懈的努力。1674年,荷蘭人列文虎克發明了世界上第一臺光學顯微鏡,并利用這臺顯微鏡首次觀察到了血紅細胞,從而開始了人類使用儀器來研究微觀世界的紀元。光學顯微鏡的出現,開闊了人們的觀察視野,但是由于受到光波波長的限制,光學顯微鏡的觀察范
掃描隧道顯微鏡具體應用
掃描 STM工作時,探針將充分接近樣品產生一高度空間限制的電子束,因此在成像工作時,STM具有極高的空間分辨率,可以進行科學觀測。 探傷及修補 STM在對表面進行加工處理的過程中可實時對表面形貌進行成像,用來發現表面各種結構上的缺陷和損傷,并用表面淀積和刻蝕等方法建立或切斷連線,以消除缺陷
掃描隧道顯微鏡(STM)簡介
掃描隧道顯微鏡 Scanning Tunneling Microscope 縮寫為STM。它作為一種掃描探針顯微術工具,掃描隧道顯微鏡可以讓科學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
掃描隧道顯微鏡工作原理
儀器簡介掃描探針顯微鏡是指一類通過微小探針在樣品表面掃描,將探針與樣品表面間的相互作用轉換為表面形貌和特性圖像的顯微鏡。它提供了表面的三維高空間分辨的圖像。掃描探針顯微鏡(SPM)主要包括掃描隧道顯微鏡(STM)和原子力顯微鏡(AFM)兩種功能。完整的掃描探針顯微鏡由控制系統和顯微鏡系統組成。掃描隧
掃描隧道顯微鏡工作原理
掃描隧道顯微鏡是根據量子力學中的隧道效應原理,通過探測固體表面原子中電子的隧道電流來分辨固體表面形貌的新型顯微裝置。根據量子力學原理,由于電子的隧道效應,金屬中的電子并不完全局限于金屬表面之內,電子云密度并不是在表面邊界處突變為零。在金屬表面以外,電子云密度呈指數衰減,衰減長度約為1nm。用一個極細
掃描隧道顯微鏡工作原理
掃描隧道顯微鏡的工作原理:就如同一根唱針掃過一張唱片,一根探針慢慢地通過要被分析的材料(針尖極為尖銳,僅僅由一個原子組成)。一個小小的電荷被放置在探針上,一股電流從探針流出,通過整個材料,到底層表面。當探針通過單個的原子,流過探針的電流量便有所不同,這些變化被記錄下來。電流在流過一個原子的時候有漲有
掃描隧道顯微鏡具體應用
掃描STM工作時,探針將充分接近樣品產生一高度空間限制的電子束,因此在成像工作時,STM具有極高的空間分辨率,可以進行科學觀測。探傷及修補STM在對表面進行加工處理的過程中可實時對表面形貌進行成像,用來發現表面各種結構上的缺陷和損傷,并用表面淀積和刻蝕等方法建立或切斷連線,以消除缺陷,達到修補的目的
掃描隧道顯微鏡的原理
在掃描隧道顯微鏡(STM)觀測樣品表面的過程中,掃描探針的結構所起的作用是很重要的。如針尖的曲率半徑是影響橫向分辨率的關鍵因素;針尖的尺寸、形狀及化學同一性不僅影響到STM圖象的分辨率,而且還關系到電子結構的測量。因此,精確地觀測描述針尖的幾何形狀與電子特性對于實驗質量的評估有重要的參考價值。
掃描隧道顯微鏡是什么
掃描隧道顯微鏡是一種掃描探針顯微術工具。掃描隧道顯微鏡ScanningTunnelingMicroscope縮寫為STM。它作為一種掃描探針顯微術工具,掃描隧道顯微鏡可以讓科學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
什么是掃描隧道顯微鏡
掃描隧道顯微鏡是根據量子力學中的隧道效應原理,通過探測固體表面原子中電子的隧道電流來分辨固體表面形貌的新型顯微裝置。根據量子力學原理,由于電子的隧道效應,金屬中的電子并不完全局限于金屬表面之內,電子云密度并不是在表面邊界處突變為零。在金屬表面以外,電子云密度呈指數衰減,衰減長度約為1nm。用一個極細
關于掃描隧道顯微鏡的簡介
掃描隧道顯微鏡使人類第一次能夠實時地觀察單個原子在物質表面的排列狀態和與表面電子行為有關的物化性質,在表面科學、材料科學、生命科學等領域的研究中有著重大的意義和廣泛的應用前景,被國際科學界公認為20世紀80年代世界十大科技成就之一 [2]。
用掃描隧道顯微鏡表征測試
? ? ?用掃描隧道顯微鏡(STM)測試。之所以打算使用STM ,是因為STM具有更高的分辨率(0.01~0.1nm),可在納米水平上直接觀察纖維的超微結構-基原纖絲。改性纖維素在吸附過程中,用STM測試的話,STM 具有實時觀測表面擴散等動態過程的性能,可直接觀察表面吸附體的形態和位置,以及由吸附
掃描隧道顯微鏡分辨率
①具有原子級高分辨率,STM 在平行于樣品表面方向上的分辨率分STM恒電流工作方式觀測超細金屬微粒別可達0.1埃,即可以分辨出單個原子。②可實時得到實空間中樣品表面的三維圖像,可用于具有周期性或不具備周期性的表面結構的研究,這種可實時觀察的性能可用于表面擴散等動態過程的研究。③可以觀察單個原子層的局
掃描隧道顯微鏡馬達控制簡介
馬達控制 當使用軟件控制馬達使針尖逼近樣品時,首先要確保電動馬達控制器的紅色按鈕處于彈起狀態,否則探頭部分只受電子學控制系統控制,計算機軟件對馬達的控制不起作用。馬達控制軟件將控制電動馬達以一個微小的步長轉動,使針尖緩慢靠近樣品,直到進入隧道區為止。 馬達控制的操作方式為:“馬達控制”選擇“
掃描隧道顯微鏡恒高度模式
在對樣品進行掃描過程中保持針尖的絕對高度不變;于是針尖與樣品表面的局域距離將發生變化,隧道電流I的大小也隨著發生變化;通過計算機記錄隧道電流的變化,并轉換成圖像信號顯示出來,即得到了STM顯微圖像。這種工作方式僅適用于樣品表面較平坦、且組成成分單一(如由同一種原子組成)的情形。 從STM的工作原
掃描隧道顯微鏡的客觀評價
1981年隨著掃描隧道顯微鏡(scanning tunneling microscope)的發明,物理學家作出了一個突破,它為在蘇黎世(Zurich)的IBM實驗室工作的科學家蓋爾德·賓尼(Gerd Bining)和海因里希·羅雷爾(Heinrich Rohrer)贏得了諾貝爾獎。 突然間,物
掃描隧道顯微鏡(STM)具體應用
掃描STM工作時,探針將充分接近樣品產生一高度空間限制的電子束,因此在成像工作時,STM具有極高的空間分辨率,可以進行科學觀測。探傷及修補STM在對表面進行加工處理的過程中可實時對表面形貌進行成像,用來發現表面各種結構上的缺陷和損傷,并用表面淀積和刻蝕等方法建立或切斷連線,以消除缺陷,達到修補的目的
掃描隧道顯微鏡怎樣操縱原子
? ? ? 用STM進行單原子操縱主要包括三個部分,即單原子的移動,提取和放置。使用STM進行單原子操縱的較為普遍的方法是在STM針尖和樣品表面之間施加一適當幅值和寬度的電壓脈沖,一般為數伏電壓和數十毫秒寬度。由于針尖和樣品表面之間的距離非常接近,僅為0.3-1.0nm。因此在電壓脈沖的作用下,將會
掃描隧道顯微鏡的實驗原理
? ? ?掃描隧道顯微鏡利用量子力學里的隧道效應,探針與樣品不接觸,它們之間有一個勢壘,因為有隧道效應,電子有一定幾率穿過勢壘形成電流。探針與樣品之間的距離遠,勢壘就大,隧道電流就小,電流的大小轉化為空間尺度,利用電腦分析就可以得到樣品表面的圖像。掃描探針一般采用直徑小于1nm的細金屬絲,被觀測樣品
掃描隧道顯微鏡的工作模式
引發化學反應STM在場發射模式時,針尖與樣品仍相當接近,此時用不很高的外加電壓(最低可到10V左右)就可產生足夠高的電場,電子在其作用下將穿越針尖的勢壘向空間發射。這些電子具有一定的束流和能量,由于它們在空間運動的距離極小,至樣品處來不及發散,故束徑很小,一般為毫微米量級,所以可能在毫微米尺度上引起
掃描隧道顯微鏡的工作模式
引發化學反應STM在場發射模式時,針尖與樣品仍相當接近,此時用不很高的外加電壓(最低可到10V左右)就可產生足夠高的電場,電子在其作用下將穿越針尖的勢壘向空間發射。這些電子具有一定的束流和能量,由于它們在空間運動的距離極小,至樣品處來不及發散,故束徑很小,一般為毫微米量級,所以可能在毫微米尺度上引起