顯微鏡的stm原理與afm基本原理介紹-文庫(kù)吧
2025-08-08 03:50 本頁(yè)面
【正文】 一電極，當(dāng)他們之間的距離小到1nm左右時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)隧道效應(yīng)，電子從一個(gè)電極穿過(guò)空間勢(shì)壘到達(dá)另一電極形成電流。且其中Ub：偏置電壓；k：常數(shù)，約等于1，Φ1/2：平均功函數(shù)，S：距離。 從上式可知，隧道電流與針尖樣品間距S成負(fù)指數(shù)關(guān)系。對(duì)于間距的變化非常敏感。因此，當(dāng)針尖在被測(cè)樣品表面做平面掃描時(shí)，即使表面僅有原子尺度的起伏，也會(huì)導(dǎo)致隧道電流的非常顯著的、甚至接近數(shù)量級(jí)的變化。這樣就可以通過(guò)測(cè)量電流的變化來(lái)反應(yīng)表面上原子尺度的起伏，如下圖右邊所示。這就是STM的基本工作原理，這種運(yùn)行模式稱為恒高模式（保持針尖高度恒定）。 STM還有另外一種工作模式，稱為恒流模式，如下圖左邊。此時(shí)，針尖掃描過(guò)程中，通過(guò)電子反饋回路保持隧道電流不變。為維持恒定的電流，針尖隨樣品表面的起伏上下移動(dòng)，從而記錄下針尖上下運(yùn)動(dòng)的軌跡，即可給出樣品表面的形貌。 恒流模式是STM常用的工作模式，而恒高模式僅適于對(duì)表面起伏不大的樣品進(jìn)行成像。當(dāng)樣品表面起伏較大時(shí)，由于針尖離樣品表面非常近，采用恒高模式掃描容易造成針尖與樣品表面相撞，導(dǎo)致針尖與樣品表面的破壞。 STM原理圖點(diǎn)擊此處查看全部新聞圖片AFM的工作原理 AFM的基本原理與STM類似，在AFM中，使用對(duì)微弱力非常敏感的彈性懸臂上的針尖對(duì)樣品表面作光柵式掃描。當(dāng)針尖和樣品表面的距離非常接近時(shí)，針尖尖端的原子與樣品表面的原子之間存在極微弱的作用力（1012~106N），此時(shí)，微懸臂就會(huì)發(fā)生微小的彈性形變。針尖與
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