Įvadas į skenuojantį tunelinį elektroninį mikroskopą
Skenuojantis tunelinis elektroninis mikroskopas (STM) yra tam tikras instrumentas, kuris naudoja tunelio efektą kvantinėje teorijoje, kad ištirtų materijos paviršiaus struktūrą, naudojant elektronų tarp atomų kvantinį tunelinį efektą, kad būtų pakeistas atomų išsidėstymas materijos paviršiuje. į vaizdo informaciją.
Įvadas
Perdavimo elektronų mikroskopija yra naudinga stebint bendrą medžiagos struktūrą, tačiau sudėtingiau išanalizuoti paviršiaus struktūrą. Taip yra todėl, kad transmisijos elektronų mikroskopija susideda iš didelės energijos elektros, praeinančios per mėginį, siekiant gauti informaciją, atspindinčią mėginio medžiagos vidinę informaciją. Nors skenuojantis elektronų mikroskopija (SEM) gali atskleisti tam tikras paviršiaus sąlygas, vadinamasis „paviršius“ visada yra tam tikrame gylyje, nes krintantys elektronai visada turi tam tikrą energijos kiekį ir prasiskverbia į mėginio vidų, o pynimo greitis. taip pat labai ribota. Lauko emisijos elektronų mikroskopija (FEM) ir lauko jonų mikroskopija (FIM) gali būti gerai naudojamos paviršiaus tyrimams, tačiau mėginiai turi būti specialiai paruošti ir gali būti dedami tik ant labai plonos adatos galiuko, o mėginiai turi būti gali atlaikyti didelį elektrinį lauką, o tai riboja jo taikymo sritį.
Skenuojanti tunelinė elektroninė mikroskopija (STM) veikia visiškai kitu principu. Ji negauna informacijos apie mėginio medžiagą elektronų pluoštu veikiant pavyzdį (pvz., perdavimo ir skenavimo elektronų mikroskopai), taip pat netiria mėginio medžiagos, vaizduodamas ją formuojant skleidžiamą srovę (pvz., lauko emisijos elektroną). mikroskopai) naudojant didelį elektrinį lauką, kuris mėginyje esantiems elektronams suteikia daugiau energijos nei atsiskyrimo darbas, bet bandinio paviršiuje zonduojant tunelinę srovę, kuri gali būti naudojama paviršiaus vaizdavimui. Tai yra aptikus tunelio srovę mėginio paviršiuje, kad būtų galima ištirti mėginio paviršių.
Principas
Skenuojantis tunelinis mikroskopas – tai naujo tipo mikroskopas, galintis atskirti kietosios medžiagos paviršiaus morfologiją, aptikdamas elektronų tunelines sroves atomuose kietosios medžiagos paviršiuje pagal tunelinio efekto principą kvantinėje mechanikoje.
Dėl elektronų tunelinio efekto metalo elektronai nėra visiškai uždaromi paviršiaus ribose, ty elektronų tankis staiga nenukrenta iki nulio ties paviršiaus riba, o eksponentiškai nyksta už paviršiaus; skilimo ilgis yra apie 1 nm, tai yra elektronų ištrūkimo iš paviršiaus potencialo barjero matas. Jei du metalai yra arti vienas kito, jų elektronų debesys gali persidengti; jei tarp dviejų metalų taikoma nedidelė įtampa, tai tarp jų galima stebėti srovę (vadinamą tuneline srove).
