探針顯微技術sppt課件(編輯修改稿)
2025-05-30 23:57 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 來，也可以將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成三維圖象。二維圖象，用景深表示 z方向的信息，三維圖象更直接地表示。 ? 針尖的曲率曲徑約為 ，可以得到原子級分辨率的圖像，在進入隧道電流狀態(tài)后針尖尖端處往往能夠形成單原子尖，針尖的制備是 STM中的關鍵問題，常用機械加工鉑銥合金針尖，或用化學腐蝕的方法制取鎢的針尖?；瘜W腐蝕，加直流電壓，在2mol/l NaOH 溶液中腐蝕。 ? 2 三維掃描和控制器件 ? STM橫向分辨率為 ～ ， xy方向的掃描范圍一般在幾－幾百 nm，與其深度分辨率 適應，通常用壓電陶瓷管的三維控制器件。同時，為了避免外界震動對掃描的影響，應加減震的阻尼系統(tǒng)。 ? 3 數(shù)據(jù)采集處理（微機） ? STM的主要技術指標是分辨率，常用高定向石墨HOPG作為檢測標樣，如能測得表面的原子排列圖像，即 STM儀器處于正常的工作狀態(tài)， HOPG中有三種原子： A處兩層原子重疊， B處只有上層而無下層， C處只有下層而無上層。 ? STM圖像反映的是樣品表面的局限電子結(jié)構及空間變化，而與表面原了位置無直接關系，不能將觀測到的表面高低起伏簡單地歸結(jié)為原子的排列結(jié)構。 ? STM的圖像并不直接反映表面原子核的位置， STM圖像反映的是樣品表面波函數(shù)的起伏，當 Vb偏壓改變時，探測到的是不同的表面波函數(shù)。 ? 在測量 Si(001)表面時，當偏壓 Vb為負時，是樣品占據(jù)態(tài)的電子流向針尖（針尖帶正電時）反映的是Si=Si二聚原子的最高占據(jù)軌道 π的空間分布， ? 而 Vb為正時（針尖帶負電）則是電子從針尖流向樣品的未占據(jù)態(tài)，反映的是最低未占據(jù)態(tài) π*的軌道空間分布。 ? 雖然 STM圖像不能簡單地歸結(jié)為原子的空間排布，對 STM圖像的解釋，通過量子化學的理論計算，并結(jié)合表面分析技術（如 AES、 XPS等）結(jié)合起來，綜合分析，數(shù)據(jù)間相互印證等方法綜合運用。 ? STM對工作環(huán)境要求較寬松，在大氣、真空、溶液、高溫、低溫等條件下均可，對各種不同狀態(tài)的表面化學研究十分便利。 ? 例如，研究原位表面的化學反應，表面吸附、表面催化、電化學腐蝕等。 ? 在 Si(001)表面上 SiH3→SiH2（吸附） +H（吸附） ? 3 STM信息存儲 ? STM不僅能作為觀測表面結(jié)構的工具，還能用于誘導表面發(fā)生局限的物理，化學性質(zhì)的變化，對表面進行表面納米尺寸的加工。 ? 例如：用 STM進行超高密度數(shù)據(jù)存儲 —— 熱化學燒孔存儲技術，利用 STM針尖的高度局域化的隧道電流的焦耳熱，誘導電荷轉(zhuǎn)移復合物表面發(fā)生局部熱化學氣化分解反應，形成納米尺寸的信息孔陣。 ? 其中 TEA－沸點 ℃ ? TCNQ－通過給受體之間部分電荷移形成復合物晶體分解溫度為 195℃，當施加于 STM的 PtIr針
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