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愛安德分享掃描探針顯微鏡（SPM）原理

時間：2024/9/19閱讀：429
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愛安德分享掃描探針顯微鏡（SPM）原理

我們將解釋掃描探針顯微鏡中常用的 AFM 和 STM 的原理。通過用細針狀探針的 掃描樣品表面來獲取圖像和位置信息,。由于探頭較細并且在原子水平上進行掃描,，因此不適合測量不規(guī)則性較大的樣品。

1. 掃描隧道顯微鏡（STM）

STM 利用了這樣一個事實：從金屬探針 向樣品發(fā)射的隧道電流的強度敏感地取決于絕緣體（之間的真空）的厚度,?？梢砸愿叻直媛示_測量樣品表面的局部高度，從而可以單獨解析材料表面上的原子（兩個相鄰點之間的最短距離）,。此外,，通過用探針掃描樣品表面,，可以觀察原子尺度上的不均勻圖案。

探頭由鎢或鉑制成,，帶有尖頭,。當探針和樣品足夠接近，兩個電子云重疊,，并施加微小的偏置電壓（用于確定放大器小信號放大的直流電工作點的電壓）時,，會產(chǎn)生隧道電流達到隧道效應。

在 STM 中,，金屬探針在樣品表面水平（X,、Y）移動，探針和樣品之間的距離 (Z) 受到反饋控制,，以保持隧道電流恒定,。通常，單個原子之間的相互作用是通過使用壓電元件的垂直運動來檢測的,，壓電元件的距離可以以小于單個原子尺寸的精度控制,。因此,，STM在三個維度上具有原子分辨率,。壓電元件是利用壓電效應的無源元件，當施加壓力時會產(chǎn)生電壓,。



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