1樓：
掃描隧道顯微鏡
掃描隧道顯微鏡的英文縮寫是stm。這是20世紀80年代初期出現的一種新型表面分析工具。其基本原理是基於量子力學的隧道效應和三維掃描。
它是用一個極細的尖針（針尖頭部為單個原子）去接近樣品表面，當針尖和樣品表面靠得很近，即小於1奈米時，針尖頭部的原子和樣品表面原子的電子雲發生重疊。此時若在針尖和樣品之間加上一個偏壓，電子便會穿過針尖和樣品之間的勢壘而形成納安級（10ˉ9 a）的隧道電流。通過控制針尖與樣品表面間距的恆定，並使針尖沿表面進行精確的三維移動，就可將表面形貌和表面電子態等有關表面資訊記錄下來。
掃描隧道顯微鏡,具有很高的空間解析度，橫向可達0．l奈米，縱向可優於0．01奈米。它主要用來描繪表面三維的原子結構圖，在奈米尺度上研究物質的特性，利用掃描隧道顯微鏡還可以實現對表面的奈米加工，如直接操縱原子或分子，完成對表面的剝蝕、修飾以及直接書寫等。目前掃描隧道顯微鏡取得了一系列新進展，出現了原子力顯微鏡（afm）。
彈道電子發射顯微鏡（beem）、光子掃描隧道顯微鏡（pstm），以及掃描近場光學顯微鏡（snom）等。
參考資料：摘自《世界科技大博覽》
2樓：匿名使用者
掃描隧道顯微鏡
掃描隧道顯微鏡的英文縮寫是stm。這是20世紀80年代初期出現的一種新型表面分析工具。其基本原理是基於量子力學的隧道效應和三維掃描。
它是用一個極細的尖針（針尖頭部為單個原子）去接近樣品表面，當針尖和樣品表面靠得很近，即小於1奈米時，針尖頭部的原子和樣品表面原子的電子雲發生重疊。此時若在針尖和樣品之間加上一個偏壓，電子便會穿過針尖和樣品之間的勢壘而形成納安級（10ˉ9 a）的隧道電流。通過控制針尖與樣品表面間距的恆定，並使針尖沿表面進行精確的三維移動，就可將表面形貌和表面電子態等有關表面資訊記錄下來。
掃描隧道顯微鏡,具有很高的空間解析度，橫向可達0．l奈米，縱向可優於0．01奈米。它主要用來描繪表面三維的原子結構圖，在奈米尺度上研究物質的特性，利用掃描隧道顯微鏡還可以實現對表面的奈米加工，如直接操縱原子或分子，完成對表面的剝蝕、修飾以及直接書寫等。目前掃描隧道顯微鏡取得了一系列新進展，出現了原子力顯微鏡（afm）。
彈道電子發射顯微鏡（beem）、光子掃描隧道顯微鏡（pstm），以及掃描近場光學顯微鏡（snom）等。
參考資料：摘自《世界科技大博覽》
掃描隧道顯微鏡工作原理是怎樣的？
3樓：農沙万俟秋巧
掃描隧道顯微鏡是根據量子力學中的隧道效應原理，通過探測固體表面原子中電子的隧道電流來分辨固體表面形貌的新型顯微裝置。
根據量子力學原理，由於電子的隧道效應，金屬中的電子並不完全侷限於金屬表面之內，電子雲密度並不是在表面邊界處突變為零。在金屬表面以外，電子雲密度呈指數衰減，衰減長度約為1nm。用一個極細的、只有原子線度的金屬針尖作為探針，將它與被研究物質(稱為樣品)的表面作為兩個電極，當樣品表面與針尖非常靠近(距離＜1nm)時，兩者的電子雲略有重疊，如圖1所示。
若在兩極間加上電壓u，在電場作用下，電子就會穿過兩個電極之間的勢壘，通過電子雲的狹窄通道流動，從一極流向另一極，形成隧道電流
i。隧道電流
i的大小與針尖和樣品間的距離
s以及樣品表面平均勢壘的高度
有關，其關係為
，式中a為常量。
如果s以
nm為單位，
以ev為單位，則在真空條件下，a
≈1，。
由此可見，隧道電流
i對針尖與樣品表面之間的距離
s極為敏感，如果
s減小0.1nm，隧道電流就會增加一個數量級。當針尖在樣品表面上方掃描時，即使其表面只有原子尺度的起伏，也將通過其隧道電流顯示出來。
藉助於電子儀器和計算機，在螢幕上即顯示出樣品的表面形貌。
一般說來，掃描隧道顯微鏡由掃描隧道顯微鏡主體、控制電路、控制計算機(測量軟體和資料處理軟體)三大部分組成。掃描隧道顯微鏡主體包括針尖的平面掃描機構、樣品與針尖間距控制調節機構及系統與外界振動的隔離裝置。
常用的stm針尖安放在一個可進行三維運動的壓電陶瓷支架上，如圖2所示，lx、ly、lz分別控制針尖在x、y、z方向上的運動。在lx、ly上施加電壓，便可使針尖沿表面掃描；測量隧道電流
i，並以此反饋控制施加在lz上的電壓vz；再利用計算機的測量軟體和資料處理軟體將得到的資訊在螢幕上顯示出來。
stm有兩種工作方式。一種稱為恆電流模式，如圖3所示。利用一套電子反饋線路控制隧道電流
i，使其保持恆定。再通過計算機系統控制針尖在樣品表面掃描，即是使針尖沿x、y兩個方向作二維運動。由於要控制隧道電流
i不變，針尖與樣品表面之間的局域高度也會保持不變，因而針尖就會隨著樣品表面的高低起伏而作相同的起伏運動，高度的資訊也就由此反映出來。這就是說，stm得到了樣品表面的三維立體資訊。這種工作方式獲取圖象資訊全面，顯微圖象質量高，應用廣泛。
另一種工作模式是恆高度工作，如圖4所示。在對樣品進行掃描過程中保持針尖的絕對高度不變；於是針尖與樣品表面的局域距離
s將發生變化，隧道電流i的大小也隨著發生變化；通過計算機記錄隧道電流的變化，並轉換成影象訊號顯示出來，即得到了stm顯微影象。這種工作方式僅適用於樣品表面較平坦、且組成成分單一(如由同一種原子組成)的情形。
從stm的工作原理可以看到：stm工作的特點是利用針尖掃描樣品表面，通過隧道電流獲取顯微影象，而不需要光源和透鏡。這正是得名"掃描隧道顯微鏡"的原因。
4樓：匿名使用者
儀器簡介
掃描探針顯微鏡是指一類通過微小探針在樣品表面掃描，將探針與樣品表面間的相互作用轉換為表面形貌和特性影象的顯微鏡。它提供了表面的三維高空間分辨的影象。
掃描探針顯微鏡(spm)主要包括掃描隧道顯微鏡(stm)和原子力顯微鏡(afm)兩種功能。完整的掃描探針顯微鏡由控制系統和顯微鏡系統組成。
掃描隧道顯微鏡的工作原理是利用電子隧道現象，將樣品本身作為一具電極，另一個電極是一根非常尖銳的探針。把探針移近樣品，並在兩者之間加上電壓，當探針和樣品表面相距只有數十埃時，由於隧道效應在探針與樣品表面之間就會產生隧穿電流，並保持不變。若表面有微小起伏，那怕只有原子大小的起伏，也將使穿電流發生成千上萬倍的變化。
這些資訊輸入電子計算機，經過處理即可在熒光屏上顯示出一幅物體的三維影象。掃描隧道顯微鏡一般用於導體和半導體表面的測定。
原子力顯微鏡主要包括接觸模式、非接觸模式和輕敲模式。一個對力非常敏感的微懸臂，其尖端有一個微小的探針，當探針輕微地接觸、接近或輕敲樣品表面時，由於探針尖端的原子與樣品表面的原子之間產生極其微弱的相互作用力而使微懸臂彎曲，將微懸臂彎曲的形變訊號轉換成光電訊號並進行放大，就可以得到原子之間力的微弱變化的訊號。這些資訊輸入電子計算機，經過處理即可在熒光屏上顯示出一幅物體的三維影象。
multimode ns3a具有掃描隧道顯微鏡模式，接觸模式afm，非接觸模式afm，輕敲模式afm,相位成像模式afm。
隧道掃描顯微鏡工作原理是什麼?
5樓：匿名使用者
掃描探針顯微鏡簡介
儀器簡介
掃描探針顯微鏡是指一類通過微小探針在樣品表面掃描，將探針與樣品表面間的相互作用轉換為表面形貌和特性影象的顯微鏡。它提供了表面的三維高空間分辨的影象。
掃描探針顯微鏡(spm)主要包括掃描隧道顯微鏡(stm)和原子力顯微鏡(afm)兩種功能。完整的掃描探針顯微鏡由控制系統和顯微鏡系統組成。
掃描隧道顯微鏡的工作原理是利用電子隧道現象，將樣品本身作為一具電極，另一個電極是一根非常尖銳的探針。把探針移近樣品，並在兩者之間加上電壓，當探針和樣品表面相距只有數十埃時，由於隧道效應在探針與樣品表面之間就會產生隧穿電流，並保持不變。若表面有微小起伏，那怕只有原子大小的起伏，也將使穿電流發生成千上萬倍的變化。
這些資訊輸入電子計算機，經過處理即可在熒光屏上顯示出一幅物體的三維影象。掃描隧道顯微鏡一般用於導體和半導體表面的測定。
原子力顯微鏡主要包括接觸模式、非接觸模式和輕敲模式。一個對力非常敏感的微懸臂，其尖端有一個微小的探針，當探針輕微地接觸、接近或輕敲樣品表面時，由於探針尖端的原子與樣品表面的原子之間產生極其微弱的相互作用力而使微懸臂彎曲，將微懸臂彎曲的形變訊號轉換成光電訊號並進行放大，就可以得到原子之間力的微弱變化的訊號。這些資訊輸入電子計算機，經過處理即可在熒光屏上顯示出一幅物體的三維影象。
multimode ns3a具有掃描隧道顯微鏡模式，接觸模式afm，非接觸模式afm，輕敲模式afm,相位成像模式afm。
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