响应式图像

STM恒流模式

在STM中,在尖锐的导电尖端和导电样品之间施加偏置电压,因此当样品从尖端到达几埃时,会出现隧道电流,这表明尖端非常接近样品。在恒定电流模式(CCM)下运行时,扫描样品表面时,扫描仪通过反馈电路使电流保持恒定。因此,扫描仪的垂直位移(反馈信号)反映了表面形貌。

STM甚至在环境条件下也能为某些样品提供真正的原子分辨率。扫描隧道显微镜可用于研究导电表面或非导电薄膜以及沉积在导电基板上的小物体。CCM中的扫描速度受反馈系统的使用限制。通过使用以下选项可以获得更大的扫描速度恒定高度模式(CHM),但是CCM允许研究具有明显浮雕的样品。

在测量过程中记录的隧道电流足够小-高达0.03 nA(使用特殊的STM探头-高达0.01 nA),因此也可以研究低电导率的表面,特别是生物物体。

在STM的缺点中,可以提及某些表面的结果解释的复杂性,因为STM研究模式下接收的表面图像不仅取决于表面起伏,还取决于状态的密度,偏置电压的符号和值,电流值。例如在高度取向的热解石墨表面上,每个人只能看到第二个原子。它涉及波函数状态密度的特殊安排。


References

1. Rep. Prog. Phys. 55, 1165-1240 (1992).