STM的工作原理
2016-03-30技术资料
STM是利用量子化学中的隧道效应．将原子线度的极细探针和被研究物质表面作为两个电极，当样品与针尖的距离非常接近时(通常<1nm)．在外加电场(偏压VO的作用下·电子会穿过两个电极之间的势垒流向另一个电极，产生隧道效应．隧道电流(，)与针尖和样品之间的距离(s)、样品与探针的平均功函()及所加偏压( )存在下述函数关系： 
受隧道效应的限制，STM只能获得导体、半导体材料的表面形貌特征，对绝缘体无能为制隧道电流恒定，扫描过程中探针在垂直于样品方向的高低变化即反映出样品表面的起优，将针尖的运动轨迹绘制成图即获得样品表面三维形貌．此种扫描模式适用于表面起伏较大的样品；另一种为恒高度模式：即控制针尖高度恒定，通过隧遭电流的变化获得材料表面态密度的分布，进而分析材料表面的原子结构．此模式只适用于起伏≤1nm的样品，即具有原子级平面的样品。