扫描探针显微镜实验报告.pdf
《扫描探针显微镜实验报告.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《扫描探针显微镜实验报告.pdf(6页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、实验报告 课程名称电镜技术成绩 姓名学号实验日期2013.4.24 实验名称扫描探针显微镜指导教师 一、 实验目的与任务 1.了解扫描电镜的发展历程及分类 2.学习并了解扫描探针显微镜的结构及原理 3.掌握扫描探针显微镜的操作步骤 4.了解扫描探针显微镜的应用 二、 实验基本原理 1.扫描探针显微镜的发明背景 1982 年,国际商业机器公司苏黎世实验室的葛 宾尼博士和海 罗雷尔博士及其同事们共 同研制成功了世界第一台新型的表面分析仪器扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Microscope, 以下简称STM) 。 在 STM 出现以后,又陆续发展了一系列工作原理相似的新型显微
2、技术,包括原子力显 微镜( Atomic Force Microscope, 以下简称AFM) 、横向力显微镜(Lateral Force Microscope,以 下简称LFM)等,这类基于探针对被测样品进行扫描成象的显微镜统称为扫描探针显微镜 (Scanning Probe Microscope,以下简称SPM) 。 2.STM概述 (1) STM 出现的意义 STM 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。STM不仅具有很高的空间分辨率(横向可达0.1nm,纵向优 于 0.01nm) ,能直接观察到物质表面的原子结构;而且还能对
3、原子和分子进行操纵,从而将 人类的主观意愿施加于自然。可以说STM是人类眼睛和双手的延伸,是人类智慧的结晶。 (2)STM的优点 具有原子级高分辨率;可实时地得到在真实空间中表面的三维图象;可观察单个原子层的 局部表面结构;可在真空、大气、常温等不同环境下工作,甚至可将样品浸在溶液中,并且 探测过程对样品无损伤;配合扫描隧道谱STS(Scanning Tunneling Spectroscopy) 可以得到有关 表面电子结构的信息;利用针尖可以搬迁和操纵单个原子。 (3)STM 的局限性 在 STM 的恒流工作模式下,有时它对样品表面微粒之间的某些沟槽不能够准确探测, 与此相关的分辨率较差。S
4、TM 所观察的样品必须具有一定程度的导电性。 (4)STM的基本原理 将原子线度的极细探针和被研究物质的表面作为两个电极,当样品与针尖的距离非常接 近 (通常小于1nm) 时,在外加电场的作用下,电子会穿过两个电极之间的势垒流向另一电 极。隧道电流强度对针尖和样品之间的距离有着指数依赖关系,当距离减小0.1nm,隧道电 流即增加约一个数量级。因此, 根据隧道电流的变化,我们可以得到样品表面微小的高低起 伏变化的信息,如果同时对x-y 方向进行扫描,就可以直接得到三维的样品表面形貌图,这 就是扫描隧道显微镜的工作原理。 (5)STM的基本结构 STM 仪器由具有减振系统的STM 头部 (含探针和
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 扫描 探针 显微镜 实验 报告
链接地址:https://www.31doc.com/p-5164533.html