Сканирующий туннельный микроскоп
Сканирующий туннельный микроскоп (СТМ) — система образец + игла, к которым приложена разность потенциалов. Электроны из образца туннелируют на иглу, создавая туннельный ток. Величина этого тока экспоненциально зависит от расстояния образец-игла. Типичные значения 1-1000 пА при расстояниях около 1 Å.
В процессе сканирования игла движется вдоль образца, туннельный ток поддерживается стабильным за счёт действия обратной связи, и удлинение следящей системы меняется в зависимости от топографии поверхности. Такие изменения фиксируются, и на их основе строится карта высот.
Ограничения на использование метода накладываются:
- Во-первых, условием проводимости образца (поверхностное сопротивление должно быть не больше 20 МОм/см²),
- Во-вторых, условием «глубина канавки должна быть меньше её ширины», потому что в противном случае может наблюдаться туннелирование с боковых поверхностей.
Но это только основные ограничения. На самом деле их намного больше. Например, технология заточки иглы не может гарантировать одного острия на конце иглы, а это может приводить к параллельному сканированию двух разновысотных участков. Кроме ситуации глубокого вакуума, во всех остальных случаях всегда имеем на поверхности осаждённые из воздуха частицы, газы и т. д. Технология грубого сближения также оказывает колоссальное влияние на объективность полученных результатов. Если при подводе иглы к образцу мы не смогли избежать удара иглы о поверхность, то считать иглу состоящей из одного атома на кончике призмы будет большим преувеличением. В связи со сложностью изготовления и технологии микроскопи эти микроскопы не находят широкого применения.[1]
История создания[править | править код]
СТМ был изобретен в начале 1980-х годов Гердом Биннигом и Генрихом Рорером, которые в 1986 году за это изобретение получили Нобелевскую премию по физике.
В СССР первые работы по этой тематике появились в конце восьмидесятых.
Ссылки[править | править код]
Навигация[править | править код]
| Сканирующая зондовая микроскопия | ||
|---|---|---|
| Основные методы (Микроскопы) |  | |
| Прочие методы микроскопии |
Электросиловой • Электрохимический сканирующий туннельный • Метод Кельвина • Магнитно-силовой • Магниторезонансный силовой • Фототермальная микроспектроскопия • Сканирующий емкостной • Scanning gate • Сканирование датчиком Холла • Ионной проводимости • Спиновой поляризационный сканирующий туннельный • Сканирующая микроскопия напряжения • Нанолитография • Особенность-ориентированное сканирование | |
| Приборы и материалы | ||
| См. также | ||