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STM显微镜针尖的形状应该是如何？-仪器常识
所属分类：显微镜百科 点击次数：400 发布日期：2022-06-20
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STM显微镜针尖的形状应该是如何？-仪器常识这些引出一个更具一般性而且也是最重要的问题：针尖的形状应该是如何？如何达到？长而窄的针头或是 whiskers 容易受振盪或热扰动的影响；蚀刻的针头会出现许多，但只有其中一个会产生穿隧电流；而虽然样品和针尖间的静电力及原子内的力不会对较钝的针头或较坚硬的样品构成影响，但是若针尖带有 whisker 则会使穿隧间隙不稳定，尤其对于较软的样品如石墨或一些有机物质，这些力的影响就必须考虑进去。在次成功得到稳定的 STM 影像后，Binnig 和 Rohrer 将注意力集中在原子尺度的解析上。达成这个目标的一个希望是因为真空穿隧本身提供了一种制作非常尖锐的针头的方法；但由于这必须配合 field-ion microscopy 进行，而 Binning 和 Rohrer 对于这种技术都很陌生，因此他们并没有使用。他们只是不断地尝试各种方法以使针尖更锐利，有时候会成功，有时候失败。但是首先他们必须验证真空穿隧效应。起初，由于两人将目标锁定在 spectroscopy 方面，因此将系统设计成在低温且高度真空(UHV)的环境下工作，一方面低温环境亦可减低热漂移和 thermal lengthfluctuations 的影响。在 STM 的概念诞生的 27 个月后，Binnig 和 Rohrer 得到了清楚的穿隧电流和针尖-样品距离的对数关系。在达成这个建立 STM 系统的重要一步后，两人只花了三个月的时间（其中部分时间是花在等待为压电材料準备的高压电源供应器）便得到了张（由 R. Gambino 制备的 CrIrSn4 单晶之）monosteps 的影像。在这个过程中，更大的问题便是如何克服在将针尖靠近样品时，会不断产生的 whiskers。接下来便是朝向表面科学应用来发展，他们建立了一组可与 UHV 并立的 STM 系统，也不再需要使用超导磁浮效果来支撑，为了防止 STM 系统的晃动，他们使用一套具有涡电流 damping 的 double-stage spring system
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