Презентація на тему:
тунельний мікроскоп

Скануючий тунельний мiкроскоп Підготувала : Студентки 1ФНФк групи Коржан Наталія

Iонний мiкроскоп Iонний мiкроскоп Мюллера — попередник скануючого тунельного мiкроскопа — i отримане з його допомогою зображення атомiв на вiстрi голки (праворуч).

Принцип роботи скануючого тунельного мiкроскопа (СТМ) Металеве вiстря (емiтер) з малим радiусом Rковзає над дослiджуваною поверхнею. Якщо тунельний струм Jт пiдтримується постiйним, то напруга Vт мiж емiттером i поверхнею змiнюється вiдповiдно до нерiвностей рельєфу (при незмiннiй роботi виходу електрона). Величина напруги несе iнформацiю про висоту рельєфу.

Утворення мiкровiстрiв на емiтерi Радiус голки — 100–300 ангстрем, радiус мiкровiстрiв — всього кiлька атомiв. Тунельний струм при невеликих напругах i гранично малих вiдстанях мiж емiтером i поверхнею протiкає через найближче вiстря. Тому мiкровiстря служить iдеальним зондом для вивчення рельєфу поверхнi в атомному масштабi.

Схема скануючого тунельного мiкроскопа O — зондуюче вiстря (емiтер), Пx, Пy, Пz — п’єзоелектричнi перетворювачi. Пx i Пy служать для сканування голки по поверхнi (по растру), Пz керує вiдстанню вiд неї до емiтера.

Один з можливих варiантiв конструкцiї скануючого тунельного мiкроскопа П’єзоманiпулятор (ПМ) для керування рухом голки-емiтера (И), дослiджуваний зразок (ИО), п’єзодвигун (ПД), що перемiщує зразок до голки, антисейсмiчний пiдвiс (АП).

Адсорбцiя Молекули або атоми однiєї речовини осiдають на поверхнiiншої й утримуються на нiй мiжмолекулярними силами. При цьому може утворитися ґратка з адсорбованих атомiв (адатомiв).

Рельєф дiлянки реконструйованої поверхнi Рельєф дiлянки реконструйованої повархностi кремнiю(7×7), знятий за допомогою СТМ. Кожен горбик об’єднє групу атомiв кремнiю. Ромбом видiлено перебудовану (1×1 → 7×7) комiрку кремнiю.

Розмiщення атомiв усерединi комiрки кремнiю Розмiщення атомiв всерединi реконструйованої (7×7) комiрки кремнiю. Вздовж кожної сторони ромба розташовується по 7 атомiв, тобто перiод елементарної комiрки на поверхнi кремнiю збiльшився в кожному напрямку в 7 разiв.

Створення тераси Створення тераси на гранi кристалу кремнiю уздовж одного з напрямкiв реконструйованої ґратки.

Хвиля зарядової густини Розподiлення заряду — виникнення хвилi зарядової густини (ХЗГ) на поверхнi шаруватого металу. Така картина вперше спостерiгалася за допомогою скануючого тунельного мiкроскопа. Чорними кружками позначено атоми в елементарнiй комiрцi до появи ХЗГ. Блакитним показано хвилi заряду пiсля виникнення ХЗГ. Видно, що перiод хвилi зарядової густини майже втричi перевищує перiод поверхневої ґратки. Висота хвилi, вимiряна за допомогою СТМ, дає чисельну величину розподiлу заряду.

Дякую за увагу!