Составители:
Рубрика:
21
Принцип действия СТМ довольно прост, но кардинально
отличается от всех предшествующих методик, применявших-
ся в физике поверхности. Тонкое металлическое острие (рису-
нок 2.5, а), смонтированное на электромеханическом приводе
(X, Y, Z-позиционере), служит зондом для исследования уча-
стков поверхности образца (рис. 2.5, б).
а б
Рисунок 2.5. Игла-зонд силового туннельного микроскопа: а – микро-
фотография, увеличение 258х; б – схема взаимодействия с поверхно-
стью образца.
Физический принцип, положенный в основу работы
СТМ, относится к области явлений квантовой механики и за-
ключается в возникновении туннельного тока между край-
ним атомом зонда и ближайшим атомом образца. Процесс
туннелирования электронов происходит при перекрытии
волновых функций крайнего атома острия сканирующей иг-
лы и поверхности. Когда такое острие подводится к
поверхно-
сти на расстояние менее 1 нм, то при приложении между ост-
рием и образцом небольшого (от 0,01 до 10 В) напряжения
смещения V
s
через вакуумный промежуток δ
Z
начинает про-
текать туннельный ток I
t
. Величина туннельного тока про-
порциональна вероятности прохождения электроном, нахо-
дящимся на уровне Ферми, потенциального барьера (рисунок
2.6, а):
I
t
~ V
s
exp(–2Kδ
Z
), (2.1)
где K=(2mФ)/ħ; m – масса электрона проводимости; Ф – ха-
рактерная работа выхода электрона; ħ – постоянная Планка.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- …
- следующая ›
- последняя »
