NanoFirst-100型扫描隧道显微镜NanoFirst-100型扫描隧道显微镜引言STM基本原理STM仪器的基本构成STM实验技术的主要问题STM实验的教学应用不能对原子直接观察和操纵！为表彰STM的发明者们对科学研究的杰出贡献，1986年宾尼和罗雷尔被授予诺贝尔物理学奖。STM的独特优点扫描隧道显微镜（STM）的工作原理是基于量子力学的隧道效应。透射系数隧道电流是电子波函数重叠的量度，与针尖和样品之间距离S和平均功函数Φ有关。隧道电流强度对针尖和样品之间的距离有着指数的依赖关系，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伏变化的信息，如果同时对X、Y方向进行扫描，就可以直接得到三维的样品表面形貌图。STM扫描模式—恒流模式STM扫描模式—恒高模式STM仪器的基本构成三维扫描控制器电子学控制系统软件系统主要功能STM技术中主要问题之一：针尖的制备由于钨针尖能够满足STM仪器刚性的要求，因而被广泛地使用。但由于钨针尖在水溶液中或暴露在空气中时，容易形成表面氧化物，因此在真空中使用前，最好在超高真空系统中进行蒸发,在空气中使用前，通过退火或使用离子研磨技术中的溅射等方法除去针尖表面的氧化层。为了得到锐利的针尖，通常用电化学腐蚀法处理金属钨丝。与钨相比，铂材料虽软，但不易被氧化，在铂中加入少量铱(例如铂铱的比例为80％:20％)形成的铂铱合金丝，除保留了不易被氧化的特性外，其刚性也得到了增强，故现在大部分人使用铂铱合金作为隧道针尖材料。为了得到锐利的针尖，通常对铂铱合金丝就用剪刀剪切。STM技术中主要问题之二：减震减震方法之一：合成橡胶缓冲垫减震方法之二：弹簧悬挂STM实验目的STM实验内容STM实验注意事项针尖的制备针尖的安装1m1m光栅表面形貌的三维立体图金团簇（溅射薄膜）表面形貌的三维立体图高序石墨样品的表面原子排列图Si(111)-7×7重构表面的真空STM图象砷化镓GaAs表面的真空STM图象