【应用案例】扫描隧道显微镜STM

扫描隧道显微镜STM

扫描隧道显微镜 (Scanning Tunneling Microscope, 缩写为STM) 是一种扫描探针显微术工具，扫描隧道显微镜可以让科学家观察和定位单个原子，它具有比它的同类原子力显微镜更加高的分辨率。此外，扫描隧道显微镜在低温下（4K）可以利用探针尖端精确操纵原子，因此它在纳米科技既是重要的测量工具又是加工工具。

STM工作原理

STM是一种利用量子理论中的隧道效应探测物质表面结构的仪器。一根携带小小的电荷的探针慢慢地通过材料，一股电流从探针流出，通过整个材料，到底层表面。当探针通过单个的原子，通过流过探针的电流量波动，得到图片。

扫描隧道显微镜的工作模式

◆ 恒电流模式

◆ 恒高度模式

扫描隧道显微镜是一个纳米级的随动系统，因此，电子学控制系统也是一个重要的部分。扫描隧道显微镜要用计算机控制步进电机的驱动，使探针逼近样品，进入隧道区，而后要不断采集隧道电流，在恒电流模式中还要将隧道电流与设定值相比较，再通过反馈系统控制探针的进与退，从而保持隧道电流的稳定。所有这些功能，都是通过电子学控制系统来实现的。

实例图片：

审核编辑 黄宇