在stm中,在尖銳的導(dǎo)電和導(dǎo)電樣品之間施加偏置電壓,因此當樣品從到達幾埃時,會出現(xiàn)隧道電流,這表明非常接近樣品。在恒定電流模式(ccm)下運行時,掃描樣品表面時,掃描儀通過反饋電路使電流保持恒定。因此,掃描儀的垂直位移(反饋信號)反映了表面形貌。
stm甚至在環(huán)境條件下也能為某些樣品提供真正的原子分辨率。掃描隧道顯微鏡可用于研究導(dǎo)電表面或非導(dǎo)電薄膜以及沉積在導(dǎo)電基板上的小物體。ccm中的掃描速度受反饋系統(tǒng)的使用限制。通過使用以下選項可以獲得更大的掃描速度恒定高度模式(chm),但是ccm允許研究具有明顯浮雕的樣品。
在測量過程中記錄的隧道電流足夠小-高達0.03 na(使用特殊的stm探頭-高達0.01 na),因此也可以研究低電導(dǎo)率的表面,特別是生物物體。
在stm的缺點中,可以提及某些表面的結(jié)果解釋的復(fù)雜性,因為stm研究模式下接收的表面圖像不僅取決于表面起伏,還取決于狀態(tài)的密度,偏置電壓的符號和值,電流值。例如在高度取向的熱解石墨表面上,每個人只能看到第二個原子。它涉及波函數(shù)狀態(tài)密度的特殊安排。
references
1. rep. prog. phys. 55, 1165-1240 (1992).