什么是扫描隧道显微镜？(a scanning tunneling microscope?) - tl80互动问答网

什么是扫描隧道显微镜？(a scanning tunneling microscope?)

扫描隧道显微镜（STM）是一种创新型显微镜，它不像传统光学显微镜那样使用反射光，而是在样品和探针尖端之间使用量子隧道来成像表面。STM获得的分辨率可高达0.1 nm横向分辨率和0.01 nm深度分辨率。这比使用最好的电子显微镜可以达到的分辨率高出几倍。...

扫描隧道显微镜（STM）是一种创新型显微镜，它不像传统光学显微镜那样使用反射光，而是在样品和探针尖端之间使用量子隧道来成像表面。STM获得的分辨率可高达0.1 nm横向分辨率和0.01 nm深度分辨率。这比使用最好的电子显微镜可以达到的分辨率高出几倍。

STM可以在多种环境下工作：除了超高真空，它还可以在水、空气等饱和的环境中工作。这使得显微镜非常灵活。然而，表面必须非常干净，STM尖端必须非常锋利，这给成像带来了实际挑战。STM由Gerd Binnig和Heinrich Rohrer于1981年开发。1986年，他们因在STM方面的研究获得了诺贝尔物理学奖。

STM针尖非常锋利，以至于它只由一个原子组成。当尖端“暗”且由两个原子而不是一个原子组成时，会产生更模糊的图像。制造足够锋利的尖端的挑战促使研究人员探索将碳纳米管用作STM尖端，因为它们非常坚硬且易于制造。尖端有时被称为“触针”，铂铱组合是使用最广泛的尖端材料之一。

像许多其他显微镜一样，制造有用的STM通常需要高级减振。在最早的系统中，使用了磁悬浮方案，尽管今天基于弹簧的系统最受欢迎。STMs成为常识后不久，一名高中生只用大约100美元（USD）的材料就可以制作出一个粗糙的STMs。示波器被用作成像屏幕。

STM的尖端由“压电”或压电晶体引导，压电晶体在电场作用下以一种小但非常可预测的方式弯曲。在STM中，尖端运动完全由计算机控制。

发表于 2022-02-08 21:08
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分类：科学

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