扫描隧道显微镜

✍ dations ◷ 2025-06-27 19:01:39 #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

肥大肥大（英语：Hypertrophy）是由于细胞个体的增大，导致的器官或者组织体积变大的情况。肥大和增生（英语：hyperplasia）不同，增生指的是细胞本身大小不变，但是数量增多的现象。虽然肥大、增
图像处理small/small图像处理是指对图像进行分析、加工、和处理，使其满足视觉、心理或其他要求的技术。图像处理是信号处理在图像领域上的一个应用。当前大多数的图像均是以数字形式存储，因而图像
潮气量潮气量是指平静呼吸时每次吸入或呼出的气量。对于健康的年轻人而言，潮气量为每次呼吸500毫升，或者是身体重量乘以7毫升每千克
奋锐党奋锐党（Zealotry；希伯来语：.mw-parser-output .script-hebrew,.mw-parser-output .script-Hebr{font-size:1.15em;font-family:"Ezra SIL","Ezra SIL SR","Keter Aram Tsova","
臀部臀部，又称尻、腚，俗称屁股、屎窟、箩柚（碌柚谐音）、箩噼、噼噼，台语亦作尻川（kha-tshng），是猿类和人类盆骨部分后方的浑圆部位。亦是人类用来承受坐力的部位。臀部由臀大肌和臀中肌
美国人口2019年估计，美国的人口总数约329,730,000人。美国人口高度城镇化，在2008年时约有81%人口居住在城市及其郊区（同时期世界城镇化率为54%），这使得美国有许多土地上无人居住。加利福
师婆师婆，又称神婆、神嬷，即华人民间信仰中的女巫，具有悠久的历史传统。以替人祈福禳灾、画符施咒、占卜等为职业，声称可让鬼神附身通灵。在台湾及东南亚华人社会颇为常见，但在中华人
普通科医生人体解剖学 - 人体生理学组织学 - 胚胎学人体寄生虫学 - 免疫学病理学 - 病理生理学细胞学 - 营养学流行病学 - 药理学 - 毒理学家庭医学科医师（英文：General Practitio
海卫一海卫一是环绕海王星运行的卫星中最大的一颗，它也是太阳系中最冷的天体之一，具有复杂的地质历史和一个相对来说比较年轻的表面。1846年10月10日威廉·拉塞尔（William Lassell）发
联环丙烯联环丙烯是一种有机化合物，其分子式为C6H6，是苯的价键异构体之一，其结构可以视为是二个以单键相连的环丙烯单元。因着双键位置的不同，联环丙烯也有三个异构物。化学家Billups及H