首页 >
扫描隧道显微镜
✍ dations ◷ 2025-04-04 08:23:37 #扫描隧道显微镜
扫描隧道显微镜(英语:Scanning Tunneling Microscope,缩写为STM),是一种利用量子隧穿效应探测物质表面结构的仪器。它于1981年由格尔德·宾宁及海因里希·罗雷尔在IBM位于瑞士苏黎世的苏黎世实验室发明,两位发明者因此与电子显微镜的发明者恩斯特·鲁斯卡分享了1986年诺贝尔物理学奖。扫描隧道显微镜技术是扫描探针显微术的一种,基于对探针和表面之间的隧穿电流大小的探测,可以观察表面上单原子级别的起伏。此外,扫描隧道显微镜在低温下可以利用探针尖端精确操纵单个分子或原子,因此它不仅是重要的微纳尺度测量工具,又是颇具潜力的微纳加工工具。扫描隧道显微镜是一种利用量子隧穿效应的非光学显微镜。扫描隧道显微镜的测量干扰主要来源于机械震动和电噪音,因此需要在有较高防震水平的防震台上工作。其机械部分的实现难点在于如何驱动针尖或样品在微纳尺度范围内做精确运动,因此用到了压电陶瓷管。其电子控制部分的实现难点在于如何将微纳量级的隧穿电流转化为可以处理的信号,因此用到了前级放大器。针尖受压电陶瓷管驱动,在x和y方向上进行扫描,而z方向上的运动可分为恒流式和恒高式。在恒流模式下,压电陶瓷管受反馈电路控制,保持针尖和样品之间的隧穿电流保持恒定的设定电流值。为了保持隧穿电流恒定,压电陶瓷管需要根据表面起伏在z方向上下运动,该运动轨迹反映了表面的起伏情况。以z的值在xy空间上做二维图,就得到了表面的高度起伏像。在恒高模式下,压电陶瓷管在z方向上保持恒定。以探测到的隧穿电流的值在xy空间上做二维图,就得到了隧穿电流变化像。学习一项仪器技术的最好方法莫过于自己搭建一台这样的仪器。有一些STM技术爱好者在网上发表了扫描隧道显微镜的DIY教程,为这一技术的推广起到了积极作用。扫描隧道显微镜目前的主要应用领域为基础科学研究,包括模型催化研究、超导、单分子(原子)磁体、纳米器件学等。在工业领域的主要应用为半导体表面形貌测量,例如线宽测量。
相关
- 肺癌肺癌(英语:Lung cancer)是恶性的肺部肿瘤,肇因于肺部组织细胞不受控制地生长(英语:cell growth)。如不治疗,肿瘤细胞会转移至邻近组织或身体的其他地方。肺部最常见的原发性恶性肿瘤
- 大流行病瘟疫,指大型且具有传染力又会造成死亡的流行病,在广大区域或全球多处传染人或其他物种。现代医学卫生发达,许多会造成大量死亡的瘟疫都有效控制为流行病等级。根据世界卫生组织
- 橡胶橡胶是一种有弹性的聚合物。橡胶可以从一些植物的树汁中取得,也可以是人造的,两者皆有相当多的应用及产品,例如轮胎、垫圈等,遂成为重要经济作物。橡胶的种植主要集中在东南亚地
- 牧地牧地在地理学上,是指由大面积天然草本植物或灌木植被覆盖,而又可供畜养或野生的草食性动物取食的地区。
- 人体肌肉骨骼系统人体肌肉骨骼系统或肌肉骨骼系统,简称肌骨系统(英语:Human musculoskeletal system,也作locomotor system,曾称activity system)是一种器官系统,通过为人体提供结构、支撑、稳定、
- OIE世界动物卫生组织(法语:Organisation mondiale de la santé animale,缩写来自旧名-“国际兽疫局”,法语:Office international des épizooties, OIE),是1924年成立的一个国际组织
- 剑桥大学剑桥大学(英语:University of Cambridge;勋衔:Cantab)为一所座落于英国剑桥郡剑桥市的研究型大学。它是英语世界中历史第二悠久的大学,也是世界现存第四古老的大学。剑桥大学的起
- Q90–Q99ICD-10 第十七章:先天畸形、变形和染色体异常,为ICD规定的各类先天畸形、变形和染色体异常。Q00-Q07 神经系统先天性畸形Q10-Q18 眼、耳、面和颈部先天性畸形Q20-Q28 循环系统
- 公理在传统逻辑中,公理是没有经过证明,但被当作不证自明的一个命题。因此,其真实性被视为是理所当然的,且被当做演绎及推论其他(理论相关)事实的起点。当不断要求证明时,因果关系毕竟不
- 尼伦伯格-马特伊实验尼伦伯格-马特伊实验是1961年5月15日美国生物学家马歇尔·沃伦·尼伦伯格与其当时的博士后研究员J·海因里希·马特伊(英语:J. Heinrich Matthaei)完成的一项实验。该实验破译了