Сканирующий
туннельный микроскоп
Основой СТМ является очень острая игла, скользящая
над исследуемой поверхностью, почти касаясь ее (зазор между иглой и поверхностью
составляет менее одного нанометра). При этом вследствие туннельного эффекта между
острием иглы и поверхностью образца возникает туннельный ток.
Рис 138. Схема работы
СТМ
Сильная зависимость
туннельного тока от расстояния (при изменении зазора на одну деся-тую нанометра
ток изменяется в 10 раз) обеспечивает высокую чувствительность микроскопа.
Баланс
иглы на столь малом расстоянии от исследуемой поверхности обеспечивается следя-щей
системой, управляющей пьезоманипулятором по результатам измерения туннельного тока.
Измеряя величины управляющих сигналов,определяют высоту исследуемой области, а переме-щая
иглу вдоль поверхности образца, определяют профиль поверхности с точностью до отдельных
атомов.
Основанные на измерении туннельного тока изображения,получаемые
с помощью этого микроскопа, дают информацию о пространственном распределении плотности
электронных сос-
тояний
вблизи поверхности. Образно говоря, туннельный микроскоп как бы “видит” распреде-ление
электронных облаков вблизи поверхности.