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帶你了解一下掃描隧道顯微鏡的*性以及局限性

點擊次數:5373  更新時間:2022-01-10
  掃描隧道顯微鏡作為一種掃描探針顯微術工具,掃描隧道顯微鏡可以讓科學家觀察和定位單個原子,它具有比它的同類雷电竞raybet6更加高的分辨率。
  此外,掃描隧道顯微鏡在低溫下(4K)可以利用探針尖部精確操縱原子,因此它在納米科技既是重要的測量工具又是加工工具。
  *性
  與其他表麵分析技術相比,STM具有如下*的優點
  ①具有原子級高分辨率,STM 在平行於樣品表麵方向上的分辨率分別可達0.1埃,即可以分辨出單個原子。
  ②可實時得到實空間中樣品表麵的三維圖像,可用於具有周期性或不具備周期性的表麵結構的研究,這種可實時觀察的性能可用於表麵擴散等動態過程的研究。
  ③可以觀察單個原子層的局部表麵結構,而不是對體相或整個表麵的平均性質,因而可直接觀察到表麵缺陷。表麵重構、表麵吸附體的形態和位置,以及由吸附體引起的表麵重構等。
  ④可在真空、大氣、常溫等不同環境下工作,樣品甚至可浸在水和其他溶液中 不需要特別的製樣技術並且探測過程對樣品無損傷.這些特點特別適用於研究生物樣品和在不同實驗條件下對樣品表麵的評價,例如對於多相催化機理、超一身地創、電化學反應過程中電極表麵變化的監測等。
  ⑤ 配合掃描隧道譜(STS)可以得到有關表麵電子結構的信息,例如表麵不同層次的態密度。表麵電子阱、電荷密度波、表麵勢壘的變化和能隙結構等 。
  ⑥利用STM針尖,可實現對原子和分子的移動和操縱,這為納米科技的全麵發展奠定了基礎 。
  局限性
  盡管STM有著EM、FIM等儀器所不能比擬的諸多優點,但由於儀器本身的工作方式所造成的局限性也是顯而易見的。這主要表現在以下兩個方麵
  ①STM的恒電流工作模式下,有時它對樣品表麵微粒之間的某些溝槽不能夠準確探測,與此相關的分辨率較差。在恒高度工作方式下,從原理上這種局限性會有所改善。但隻有采用非常尖銳的探針,其針尖半徑應遠小於粒子之間的距離,才能避免這種缺陷。在觀測超細金屬微粒擴散時,這一點顯得尤為重要 。
  ②STM所觀察的樣品必須具有一定程度的導電性,對於半導體,觀測的效果就差於導體;對於絕緣體則根本無法直接觀察。如果在樣品表麵覆蓋導電層,則由於導電層的粒度和均勻性等問題又限製了圖象對真實表麵的分辨率。賓尼等人1986年研製成功的AFM可以彌補STM這方麵的不足 。
  此外,在目前常用的(包括商品)STM儀器中,一般都沒有配備FIM,因而針尖形狀的不確定性往往會對儀器的分辨率和圖象的認證與解釋帶來許多不確定因素 。
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