YYVIP易游扫描隧道显微镜doc

　　YYVIP易游官网YYVIP易游官网YYVIP易游官网YYVIP易游官网YYVIP易游官网班级: 物理081 姓名: 朱莎莎学号: 08180114 实验日期: 2011/03/15

　　摘要: 扫描隧道显微镜亦称为“扫描穿隧式显微镜”、“隧道扫描显微镜”,是一种利用量子理论中利用量子隧道效应产生隧道电流的原理制作的显微镜。其分辨率可达原子水平,即观察到原子级的图像。通过本次实验,我们将了解扫描隧道显微镜的基本结构、工作原理、扫描模式和影响测量精度的因素。

　　引言: 在各个学科领域的应用扫描隧道显微镜在科技和工业方面有显著的应用。由于扫描隧道显微镜具有高分辨率、可获得实时图像以及可以进行无损伤探测等优越性能,它已广泛应用于微电子学、物理、微机械学、化学、生命科学等科研领域,并推动着这些学科向前发展,出现了一系列新的交叉学科,如纳米电子学、纳米机械学、纳米化学、纳米生物学等。另外,扫描探针显微镜的应用已不仅仅局限于基础研究方面,它已迅速向工业应用领域扩展。

　　微电子学一般电镜所得的信息也不能反映真实的表面状态。STM能直接观察导电物质的表面,因此适合于观察导体和半导体表面结构。STM的出现,使对金属、半导体表面几何结构和电子结构的研究进入了一个新的层次。

　　物理学在物理学中,低能电子衍射(LEED)与原子束散射是周期性平均,对非周期性和缺陷结构无能为力;扫描探针显微镜应用于对金属表面重构、成核与晶体生长以及超导体的局域性等现象的研究中,也发挥了重要的作用。

　　微机械学与纳米加工应用扫描隧道显微镜及其与其他仪器的复合,不仅可以得到超光滑表面的几何特性,而且也可得到比如微应力分布、微裂缝的尺寸、变质层的范围、纳米硬度和弹性形变等物理参数和机械特性参数,做到加工与检测的有机结合。

　　化学扫描探针显微镜在化学领域有着非常广泛的应用。STM能够在不同的环境(空气、液体、真空)和不同的基底(石墨、金属等)上对分子成像。扫描探针显微镜对表面化学、高分子化学和电化学等领域都有着广泛的应用。

　　最近几年,扫描探针显微镜在高分子化学领域的应用在飞速发展,已由对聚合物表面几何形貌的三微观测发展到深入研究高分子的纳米级结构和表面性能等新领域。其中研究较多的有:水胶乳成膜过程研究、聚合物膜粘弹性研究、聚合物单链的导电性能的研究等。

　　生命科学首先,能够在较高的分辨水平观察样品的实三维结构。其次,扫描探针显微镜适用于不同的探测环境。第三,扫描探针显微镜可改变观测范围,能够在接近原子水平、分子水平、超分子水平、亚细胞水平乃至细胞水平的不同层次上全面的研究生物样品的结构。应用于生命科学时采用的特殊技术:样品在基底的分散;样品的固定;水溶液中的STM像;Hopping技术;与光学显微镜联用。

　　隧道谱的概念:不同条件下,表面占有态和未占有态的信息。反映化学组成、成键状态、能隙结构、能带弯曲效应、表面吸附。具体表现形式:I~V;I~D;

　　隧道谱的能量分辨率:(测不准原理)时间与能量ΔE*Δt h,坐标与动量Δx*Δk 1

　　ΔE (EF-E0) /(r*kF) - r=1-5A时,— eV