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探究扫描隧道显微镜技术的应用

时间:2023-06-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:扫描隧道显微镜是IBM公司于1982年发明的一种基于量子隧道效应的新型表面测试分析仪器。由于上述诸多优点,使STM成为凝聚态物理、化学、生物学和纳米材料等学科强有力的研究工具,在表面科学、材料科学以及生命科学等领域获得了广泛的应用。STM还是纳米结构加工的有力工具,可用于制备纳米尺度的超微结构,还可用于操纵原子和分子等。

探究扫描隧道显微镜技术的应用

扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscope,STM)是IBM公司于1982年发明的一种基于量子隧道效应的新型表面测试分析仪器。STM结构简单、分辨率高。STM的发明具有划时代的意义。STM的横向分辨率可达0.1 nm,纵向(与样品表面垂直方向)的分辨率高达0.01 nm,达到了物体原子级别的分辨范围,使人们能够真正实时地观测到物体表面的原子排列方式以及其在物理化学反应过程中发生的变化。另外,STM可在真空、大气、液体、惰性气体甚至反应性气体等环境下工作,且工作温度范围较宽,从绝对零度到上千摄氏度都可工作。适用于研究生物样品和在不同试验条件下对样品表面的分析,例如对于多相催化机理、超导机制、电化学反应过程中电极表面变化的监测等。配合扫描隧道显微镜图谱,可以得到有关表面结构的信息,例如表面不同层次的态密度、表面电子阱、电荷密度波、表面势垒的变化和能隙结构等。由于上述诸多优点,使STM成为凝聚态物理、化学、生物学和纳米材料等学科强有力的研究工具,在表面科学材料科学以及生命科学等领域获得了广泛的应用。STM还是纳米结构加工的有力工具,可用于制备纳米尺度的超微结构,还可用于操纵原子和分子等。(www.zuozong.com)

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