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　　扫描隧道显微镜分析原理及方法 Scanning Tunneling Microscope STMn概述n优点与应用n原理nSTM仪器n局限性与发展 概述：1933年，德国和等人在柏林制成第一台电子显微镜后，几十年来，有许多用于表面结构分析的现代仪器先后问世如：TEM、SEM、FEM、FIM、LEED、AES等1982.年，国际商业机器公司苏黎世实验室的Gerd Binnig博士和 Heinrich Rohrer博士及其同事共同研制成功了世界上第一台新型的表面分析仪器STM它的出现使人类第一次能够实时地观察单个原子在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物理、化学性质，在表面科学、材料科学、生命科学等领域的研究中有着重广阔的前景，被国际科学界认为八十年代世界十大科技成就之一优点与应用优点与应用：n具有原子级高分辨率具有原子级高分辨率表面原子结构的研究：表面缺陷、表面重构、表面吸附体的形态和位置等n可实时地得到在实空间中表面的三维图象可实时地得到在实空间中表面的三维图象可实时观测性可用与表面扩散等动态过程的研究n工作环境范围广工作环境范围广真空、大气、常温水或其它溶液因此特别适用于研究生物样品和在不同实验条件下对样品表面的评价，如对多相催化机理、超导机制、电化学反应过程中电极表面的监测等n配合配合STS 可以得到有关表面电子结构的信息。

　　可以得到有关表面电子结构的信息表面态的研究：表面电子态密度、表面电子阱、电荷密度波、表面势垒变化和能隙结构等红细胞三维图像DNA双螺旋结构细胞膜的表面结构细胞生长与、的各项性能指标比较分辨率工作环境样品环境温度对样品破坏程度检测深度原子级（垂直nm）（横向nm）实环境、大气、溶液、真空室温或低温无原子层点分辨（）晶格分辨（）高真空室温小高真空室温小（倍时）（倍时）原子级超高真空有原子厚度Atunnelingcurrent扫描隧道显微镜扫描隧道显微镜(1981)tipsampleI e2d=A +)隧道电流隧道电流分辨率分辨率(nm)0.1 eff0.05nm10AA3原理：STM仪器：n电子反馈系统控制隧道电流n计算机控制针尖扫描n针尖将随样品表面起伏而起伏n得到表面的第三维信息STM仪器：n振动隔绝系统n合成橡胶缓冲垫n弹簧悬挂n磁性涡流阻尼n机械设计n压电陶瓷n隧道针尖n计算机控制系统n硬件n软件机械设计：n在方向的伸缩范围至少为，精度约为n在和方向的扫描范围至少为，精度应在左右n在方向机械调节的精度应高于，其精度至少应在压电陶瓷驱动器方向长度变化范围内，这个变化范围由驱动点压和压电陶瓷材料的压电系数所决定。

　　此后，化学所，北京大学,上海原子核研究所等十余个单位也制成了各种STM；化学所又研制成我国第一台原子力显微镜；中科院北京电镜室和大连理工大学开发了我国第一台光子扫描隧道显微镜中国科学院化学所本原显微仪器开发中心，中科院电工所中中科科机机电电设设备备公公司司和上海爱建纳米科技发展有限公司等正在生产扫描探针显微镜估计全全国国至至今今生生产产了了一一百百余余台台扫扫描描探探针针显显微镜微镜谢谢 谢！谢！。

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