close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

...сканирующего туннельного микроскопа для учебных целей

код для вставкиСкачать
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТЕНДА СКАНИРУЮЩЕГО ТУННЕЛЬНОГО
МИКРОСКОПА ДЛЯ УЧЕБНЫХ ЦЕЛЕЙ
К.Ю. Емельянов
Научный руководитель - Н.В. Пермяков
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И Ульянова (Ленина)
Цель работы: создание модели бюджетного сканирующего туннельного микроскопа(СТМ) для
проведения лабораторной работы по изучению туннельного тока.
Актуальность: использование данного туннельного микроскопа в учебном процессе позволяет
ознакомится с особенностями использования пьезокерамики, получить топографию поверхности
образца и изучить зависимость тока от расстояния зонд-образец.
Формирование СТМ изображений
поверхности
по методу постоянного туннельного тока
Формула туннельного тока:
Схема туннелирования электронов через потенциальный
барьер при приближении зонда к образцу в СТМ
где d – эффективная ширина туннельного промежутка,
D(V) – отражает плотность электронных состояний, А - константа, а ϕВ ~ эффективная высота барьера туннельного
перехода. Туннельная микроскопия является самой точной, т.к. в 99,8% взаимодействие происходит через самый
«нижний» атом зонда и ближайший атом исследуемой поверхности.
Пьезоэлемент и варианты перемещения.
Подавая противофазные напряжения на противоположные пары секций внешних
электродов, можно изгибать пластину так, что зонд будет двигаться в плоскости
X,Y (а, б). А изменяя потенциал внутреннего электрода относительно всех секций
внешних электродов, можно прогибать пластину, перемещая зонд в направлении Z
(в, г).
Пьезокерамика обладает обратным пьезоффектом. Прикладывая потенциал
на пьезоэлемент, он деформируется (изгибается), что приводит к смещению
центра (см. рис) . Благодаря этому эффекту можно управлять движением
зонда.
Пример наблюдения поверхности золота (110) в сканирующем туннельном микроскопе:
б
а
в
а - изображение, полученное в режиме линейной шкалы, на котором отчетливо видны ряды атомов и в то же время
наблюдается определенное разупорядочение; б- структурная модель поверхности Au(110); в - атомная структура
поверхности Au(110).
В ходе работы были изучены аспекты сканирующего
туннельного микроскопа, так же изучены работы других
авторов, собран стенд бюджетного СТМ, произведены
первые измерения.
Вид готового пьезолемента с держателем(слева) и
механической конструкции (справа)
Источники: 1)Принцип работы сканирующего туннельного микроскопа http://shark007.narod.ru/7/b7v3.htm
2) Простой СТМ проект http://web.archive.org/web/20130815082711/http:/www.geocities.com/spm_stm/Project.html
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа