资源描述：
《stm探针电化学腐蚀装置的设计及实验研究new》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、·14·现代机械2008年第5期文章编号:1002-6886(2008)05-0014-033STM探针电化学腐蚀装置的设计及实验研究1,21,21,21,2潘金福,黄旭,王云,丁召(通讯作者)(1.贵州大学电子科学与信息技术学院,贵州贵阳550025;2.贵州省微纳电子与软件技术重点实验室,贵州贵阳550025)摘要:本文根据扫描隧道显微镜(STM)探针电化学腐蚀方法的特点,在总结其它STM探针电化学腐蚀装置的基础上,自制了STM探针电化学腐蚀装置。并用此装置进行探针制备的实验研究,摸索出了此装置制备高质量钨
2、探针的较佳工艺条件,同时给出了所制探针的STM成像结果。关键词:扫描隧道显微镜(STM)探针制备电化学腐蚀装置中图分类号:TH742文献标识码:BDesignandExperimentalResearchesofElectrochemicalDeviceforSTMTipsPANJinfu,HUANGXu,WANGYun,DINGZhaoAbstract:BasedonoperationfeaturesofpreparationofScanningtunnelmicroscopy(STM)tipsusingel
3、ectrochemicaltech2niqueandotherelectrochemicaletchingdevicesforSTMtips,anewelectrochemicaletchingdeviceforSTMtipsisdesigned.ItisusedforexperimentalresearchesforpreparationofSTMtips,arelativelygoodtechnicalconditionforpreparationofhighqualitytungstentipsisobt
4、ainedinexperiments,andtheSEMimagingofthetipbysuchdeviceisshowninthispaper.Keywords:scanningtunnelmicroscopy;tippreparation;electrochemicaletchingdevice0引言1STM探针的电化学腐蚀原理自从1982年扫描隧道显微镜(Scanningtunnelmi2探针制备有多种方法,如化学的或电化学的腐蚀、研[1]croscopy)被发明以来,STM在表面科学领域里被广泛磨、抛
5、光,机械剪切,光学蚀刻方式以及受控爆裂、阴极溅[4]地应用,现已经成为这个领域里最重要的工具之一。STM射、离子铣削、火焰磨削、蚀刻沉积方式等。通过超高真的分辨能力能达到横向0.1nm,纵向0.01nm,能直接观空离子场显微镜可制备末端只有一个原子的探针,但其制察到物质表面的原子结构。STM的工作原理是基于量子备过程昂贵而复杂;用剪切法制备的探针,其末端粗糙,获理论中的隧道效应,当具有原子尺度的探针针尖接近试样得高质量探针的重复率极低,还可能存在许多微型探针,表面(非接触),以致针尖电子波函数与试样表面原子的电
6、导致STM反映的图像其实是这些微型探针所反映的图子波函数产生交叠时,在针尖和试样间施加一个合适的电像的叠加,造成测试结果的失真;从现有的针尖制备方法压,由于隧道效应将得到针尖和试样间的隧道电流。如保来看,电化学腐蚀法因其成本低廉,操作简易而成为一种持隧道电流恒定,使针尖在试样表面进行扫描,针尖将随非常实用的探针制备方法。早期的电化学腐蚀方法及原[2]表面的起伏上下移动,其运动数据会被同步地采集到,经理如下:[2]过计算机处理即可得到试样表面的形貌图像。如图1所示,STM拥有原子级的空间分辩能力,与针尖的几何形电
7、解池中装有状密切相关。由于隧道电流I与距离S成指数依赖关系:KOH或NaOH溶I∝exp(-aS),因此对成像起作用的实际上是针尖最液,中间插入要腐尖端的原子或原子簇。针尖最尖端的原子个数越少,成像蚀的钨丝作为阳的分辩率就越高,最理想的针尖是针尖最尖端只有一个原极,直径0.1mm[2,3]子。由于STM用探针制备方法有很多偶然性因素,使～1mm,其上端固针尖的不确定性增加,进而加大了STM图像解释上的难定在一个微调螺杆度。因此,探索重复性好的高质量探针制备方法和制备装上,以方便地调节置是STM工作的一个关键问题
8、。钨丝相对液面的位置。对电极(阴极)3基金项目:贵州省留学人员科技项目资助(Z073013);贵州大学研究生创新基金资助项目(校研理工2007017)。作者简介:潘金福(1973-),男,贵州三穗人,硕土研究生,研究方向:半导体物理与半导体器件物理。丁召(通讯作者),男,教授,博士生导师,省管专家,研究方向:半导体器件物理。收稿日期:2008-8-19设计·研究·分析·15·是一个围在
