资源描述：
《现代材料分析测试技术第10章扫描探针显微镜》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、扫描探针显微镜ScanningProbeMicroscopy,SPM孔毅2010年5月6日扫描探针显微镜•SPM：探测表面性质仪器的一个大家族•扫描隧道显微镜（STM）•原子力显微镜（AFM）•揭示表面形貌，也可以测量许多表面的其它性质Establishedtypesofscanningprobemicroscopy•AFM,atomicforcemicroscopy•BEEM,ballisticelectronemissionmicroscopy•EFM,electrostaticforcemicroscope•ESTMelectrochemicalscann
2、ingtunnelingmicroscope•FMM,forcemodulationmicroscopy•KPFM,kelvinprobeforcemicroscopy•MFM,magneticforcemicroscopy•MRFM,magneticresonanceforcemicroscopy•NSOM,near-fieldscanningopticalmicroscopy(orSNOM,scanningnear-fieldopticalmicroscopy)•PFM,PiezoForceMicroscopy•PSTM,photonscanningtunn
3、elingmicroscopy•PTMS,photothermalmicrospectroscopy/microscopy•SAP,scanningatomprobe[1]•SECM,scanningelectrochemicalmicroscopy•SCM,scanningcapacitancemicroscopy•SGM,scanninggatemicroscopy•SICM,scanningion-conductancemicroscopy•SPSMspinpolarizedscanningtunnelingmicroscopy•SThM,scanning
4、thermalmicroscopy[1]•STM,scanningtunnelingmicroscopy•SVM,scanningvoltagemicroscopy•SHPM,scanningHallprobemicroscopy.AFMandSTMarethemostcommonlyusedfollowedbyMFMandSNOM/NSOM扫描隧道显微镜(STM)ScanningTunnelingMicroscope19831983年，年，IBMIBM公司苏黎世实验室的两位科公司苏黎世实验室的两位科学家学家GerdGerdBinnigBinnig和和Heinr
5、ichRohrerHeinrichRohrer发明了发明了扫描隧道显微镜（扫描隧道显微镜（STMSTM））1986年诺贝尔物理学奖•TheRoyalSwedishAcademyofScienceshasdecidedtoawardthe1986NobelPrizeinPhysicsbyonehalftoProfessor.ErnstRuska,Fritz-Haber-InstitutderMax-Planck-Gesellschaft,Berlin,FederalRepublicofGermany,forhisfundamentalworkinelectrono
6、ptics,andforthedesignofthefirstelectronmicroscopeandtheotherhalf,jointlytoDrGerdBinnig(39岁)andDrHeinrichRohrer(53岁),IBMResearchLaboratory,Zurich,Switzerland,fortheirdesignofthescanningtunnellingmicroscope基本原理隧道效应透射系数T•隧道效应是由于粒子的波动性而引起的，只有在一定的条件下，隧道效应才会显著。经计算，透射系数T为：•由上式可见，T与势垒宽度a，能量差
7、(V0-E)以及粒子的质量m有着很敏感的关系。随着势垒厚(宽)度a的增加，T将指数衰减，因此在一般的宏观实验中，很难观察到粒子隧穿势垒的现象。隧道电流隧道结电流密度（对两平行金属）2e⎛k0⎞J＝⋅⎜⎟⋅V⋅exp(−2ks)2T0h⎝4πs⎠s：有效隧道距离V：所加电压Tk：k=h2mφooφ：有效势垒高度φ＝1/2(φ+φ)eV12对于真空是几个电子伏对氧化物小于1电子伏隧道电流•由隧道电流公式可知，隧道电流强度对针尖和样品之间的距离有着指数依赖关系，当距离减小0.1nm，隧道电流即增加约一个数量级。因此，根据隧道电流的变化，我们可以得到样品表面微小的高低起
8、伏变化的信息，如果同时对
