原子力显微镜中化学成键对力的贡献.pdf

《原子力显微镜中化学成键对力的贡献.pdf》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、物理化学学~(WuliHuaxueXuebao1FebruaryActa．一Chim．Sin．2014，30(2)，205—209205[Communication]doi：10．3866／PKU．WHXB201312131WWW．whxb．pku．edu．cn原子力显微镜中化学成键对力的贡献李娜陈曦薛其坤(清华大学物理系，低维量子物理国家重点实验室，北京100084)摘要：迄今非接触原子力显微镜已经成为一个非常强大的工具．它不仅能够得到表面的原子周期结构。还能给出分子内部的化学键信息．针尖和样品之间的相互作用是原子力显微镜的有效信号，主要

2、包括三种，即范德瓦尔斯相互作用、静电相互作用和化学键相互作用．本文在生长于sio11)-7x7的铅薄膜上测量了针尖和样品之间的化学键相互作用．通过获取该相互作用随偏压的变化，并且利用抛物线拟合有效局域接触势的位置，我们发现它是随着针尖和样品之间距离的增大而减小的．这种趋势来自于针尖和样品之问波函数的交叠．从而可以得到电子的衰减长度．我们还测量到了该衰减长度随着铅薄膜厚度的变化会发生振荡，这种振荡归因于平项楔形铅岛内电子的量子尺寸效应．关键词：原子力显微镜：Q-plus传感器：局域接触势：化学键：量子尺寸效应中图分类号：0647Contrib

3、utionofChemicalBondingtotheForceinAtomicForceMicroscopyLINaCHENXrXUEQ．-KuntStateKeyLaboratoryofLow—DimensionalQuantumPhysicsandDepartmentofPhysics,TsinghuaUniversity,Beijing100084,PR．China)Abstract：Non．contactatomicforcemicroscope(NC．AFM)hasbecomeapowerfultooI．Itcanprovide

4、theatomicstructureandchemicalbondinginformationattheatomicscale．Threekindsoftip-sampleinteractionsareOf【enconcerned：includingvanderWaalsinteraction，electrostaticinteraction，andchemicaIbondinginteraction．1nthiswork．thechemicalbondinginteractionbetweenthetipandaPbf¨miSclearl

5、ydemonstratedbyNC-AFMbasedonaQ-plusforcesensor．Thetip-sampleinteractionenergyversusthebiasvoltagewasobtainedandfitedbyaparabolicfunctiontofindtheefectivelocalcontaclpotentialdiference．whichdecreasedwithincreasingtip—sampledistance．SuchatrendiScausedbythewavefunctionoverlap

6、．Thus，thedecaylengthoftheelectronwavefunctionwasestimated．OscillationofthedecayIengthwithf¨mthicknesswasalsoobsewed．whichcanbeattributedtothethickness—dependentquantumwelIstatesinthePbislands．KeyWords：Atomicforcemicroscopy；Q-plussensor；LocalcontactpotentialdiferenceChemica

7、Ibond：Quantumsizeefect1IntroductionAtomicresolutionimageshavebeenacquiredfromdiferentIn1986，thefirstatomicforcemicroscope(AFM)wasin—surfaces，includingmetals(e．g．，Ag(1l1))，insulators(e．g．，ventedatIBMResearch-Zurich．Uptodate，AFMhasbecomeNaC1)，andsemiconductors(e．g．，si(111)-7

8、×7，TiO2(110))．apowerfultoolnotonlyforphysicsbutalsoforchemistry．Atommanipulationhasalsobe