扫描隧道显微镜

维基百科,自由的百科全书
跳转至: 导航搜索
Schematic view of an STM

扫描隧道显微镜英语:scanning tunneling microscope,缩写为STM),是一种利用量子理论中的隧道效应探测物质表面结构的仪器。它于1981年由格尔德·宾宁海因里希·罗雷尔IBM位于瑞士苏黎世的苏黎世实验室发明,两位发明者因此与恩斯特·鲁斯卡分享了1986年诺贝尔物理学奖

它作为一种扫描探针显微术工具,扫描隧道显微镜可以让科学家观察和定位单个原子,它具有比它的同类原子力显微镜更加高的分辨率。此外扫描隧道显微镜在低温下(4K)可以利用探针尖端精确操纵原子,因此它在纳米科技既是重要的测量工具又是加工工具。

概述[编辑]

扫描隧道显微镜是一种利用量子力学隧道效应的非光学显微镜。

基本结构[编辑]

工作方式及理论基础[编辑]

它主要是利用一根非常細的鎢金屬探針,針尖電子會跳到待測物體表面上形成穿隧電流,同時,物體表面的高低會影響穿隧電流的大小,針尖隨著物體表面的高低上下移動以維持穩定的電流,依此來觀測物體表面的形貌。

应用[编辑]

有機半導體喹吖啶酮超分子鏈在石墨上自行組裝的掃描式穿隧電子顯微鏡影像。
用掃描式穿隧電子顯微鏡測量得到的量子圍欄(quantum corral)影像。圖尺寸為25nm寬、16nm高。位於原子表面的電子,因為在原子圍欄內不停彈撞,形成了一波波的漣漪,就好似一顆小石投入池塘後引起的漣漪。[1]
用掃描式穿隧電子顯微鏡測量得到的單獨鈷原子在Cu(111)表面上的形貌影像。[1]

這種儀器可以觀察到物體表面的奈米結構,是顯微鏡技術的一大進展,也成為往後奈米技術中的主要分析工具,專門用來觀測金屬或半導體的表面。

参见[编辑]

参考文獻[编辑]

廠商[编辑]