PSTM四层介质理论探测场的数值模拟

使用最新光子扫描隧道显微镜探测场的理论计算公式，采用比较符合实际探测的理论模型，对ＰＳＴＭ探测场进行了计算机数据模拟，对探测场分布随扫描控制参量的变化规律进行了系统的研究，     

高分辨扫描隧道显微镜研制及在生命科学中的应用进展

高分辨扫描隧道显微镜研制及在生命科学中的应用进展１９９１年Ｆｅｒｅｌ等利用光子隧道效应研制成功首台光子扫描隧道显微镜（ＰＳＴＭ），１９９３年我校物理系与中科院北京电镜室共同研制成功我国第一台ＰＳＴＭ，分辨率达１０ｎｍ，并通过专家鉴定。ＰＳＴＭ由于本身...     

光子扫描隧道显微镜的超衍射分辨的光子理论假说

光子扫描隧道显微镜（ＰｈｏｔｏｎＳｃａｎｎｉｎｇＴｕｎｎｅｌｉｎｇＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，简称ＰＳＴＭ）的发明是在近场光学理论、全内反射理论、光纤技术、高灵敏度光电探测技术和计算机等获得重大进展的基础之上取得的，最近的研究结果表明其ＰＳＴＭ已实现１～３ｎｍ的超衍射极限的分辨率，如何解释ＰＳＴＭ能够获得如此高的超衍射极限分辨率？ＰＳＴＭ能获得的超衍射极限分辨率会是多少？本文提出一种关于ＰＳＴＭ的光子理论假说，这个假说是基于下面两个基本定律：１．光子不只是携带能量和光学信息的载体，也是具有一定空间尺寸的基本粒子２．当光子发生反射、折射、散射等时，仅改变它所携带的能量和光学信息，它的粒子尺寸并不改变，即ｐｈｏｔｏ＝常数．将上面两个基本定律应用于ＰＳＴＭ时，所谓“消逝场（ｅｖａｎｅｓｃｅｎｔｆｉｅｌｄ）”实际上乃是弱光子分布场，探测光纤尖端尺寸实际上相当于一个“门”，它控制着进入光纤的光子数量，通过一些计算，可获得如下几个结论：１．在ＰＳＴＭ的探测系统足够灵敏的条件下，探测光纤尖端的直径Ｄ和近场探测间距Ｚ是决定ＰＳＴＭ超级射分辨率的两个最重要的因索．２．ＰＳＴＭ分辨极限将产生在Ｄ＝ｐｈｏｔｏｎ和Ｚ＝ｐｈｏｔｏｎ．３Ｐ     

光子扫描隧道显微镜的关键问题及实验研究

光子扫描隧道显微镜（ＰＳＴＭ）是一种高分辨率的扫描探针式显微镜。本在简略地介绍了ＰＳＴＭ的工作原理及实用系统的基础上，着重讨论了光纤探针的制备和扫描偏移、耦合误差的定理计算这两具关键技术问题，提出了一种分析扫描偏移及耦合误差的理论计算方法，并由此推导出计算公式，应用自行研制的ＰＳＴＭ系统、成功地对光栅、鱼鳞片等样品显微成象并作了分析，图象的质量和分辨率达到了较好的水平。     

探针接收光强的龙贝格积分法

光子扫描隧道显微镜是利用光纤探针进行探测的。由于透过介质的光强并不会完全被光纤探针所接收，所以利用麦克斯韦方程组计算光纤探针接收光强是非常困难的，目前仍没有合适的方法。本文找到了一种近似方法并在微机上进行数值模拟，得到一些计算结果，对于光子扫描隧道显微镜的实际探测具有一定的意义。     

光子扫描隧道显微镜探测场的理论研究

对光子扫描隧道显微镜探测场进行了理论研究，由于在实际探测时支承样品的玻璃与样品间的折射率是不同的，计入支承样品玻璃影响，得出了比较符合实际的探测场理论计算公式。     

电化学扫描微探针技术在固—液界面表征和修饰中的应用

固－液界面（主要指电化学界面）是进行物理化学过程的重要场所,而界面的微观结构起着十分关键的作用。电化学扫描探针显微镜（ＥＣＳＰＭ）已成为研究固－液界面结构的有力的工具。主要包括电化学扫描隧道显微镜（ＥＣＳＴＭ）、电化学原子力显微镜（ＥＣＡＦＭ）和扫描电化学显微镜（ＳＥＣＭ）。结合实验室近年来的研究工作和最新结果。从方法论的角度讨论ＥＣＳＰＭ特点、固－液体系在ＥＣＳＰＭ表面研究和表面修饰加工中所具有     

原子力显微镜和扫描隧道显微镜兼容系统的研制

扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）和原子力显微镜（ＡＦＭ）由于具有原子量级的分辨率,所以在表面物理,化学,生物学领域得到了越来越广泛的应用。但是,扫描隧道显微镜只能观察导电样品,这就限制了它的应用范围。     

扫描隧道显微镜电压脉冲法加工产生纳米结构的研究

采用扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）电压脉冲法，在大气环境中进行了纳米级超微加工的实验研究，分别用钨探针和镀金钨探针，以高定向热解石墨（ＨＯＰＧ）和金薄膜为样品，通过在ＳＴＭ探针和样品之间施加一定的电压脉冲，制造出了尺度在纳米量级的结构，对形成的结构特征进行了分析，并总结了部分实验规律。     

扫描隧道显微镜针尖的电化学腐蚀制备方法

本文利用电化学腐蚀方法设计并搭建了一种扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）针尖制备的直流腐蚀电路。电路中使用了９０１３三极管和ＬＭ３１１快速比较器，使电解池切断时间低于５００ｎｓ。成功地制备了质量较高的钨针类。     

光子扫描隧道显微镜光纤探针的研制及显微成象研究

探讨了光子扫描隧道显微成象系统中光纤探针对经样品调制后的倏逝场的探测机理；着重研究了光纤探针的腐蚀加工工艺，同时具体分析了单模、多模光纤探针不同的显微成象特点，并与理论数值模拟计算结果相比较；最终应用于多种样品的显微成象，为纳米级分辨的光子扫描隧道显微镜的研制奠定了基础．     

扫描隧道显微镜应用于生物超微结构探测的机制

在利用扫描隧道显微镜研究质位pUC18DNA分子线圈型超螺旋拓扑结构的基础上，进一步探讨了扫描隧道显微镜应用于生物超微结构探测的可能机制，并指出扫描隧道显微镜技术是探测生物超微结构，尤其是DNA拓扑结构的较好手段。     

AF/PSTM图像分解方法及其数值模拟结果

介绍1996年申请的一项发明专利--光纤尖"共振原子力/光子扫描隧道显微镜（AF/PSTM）"图像分解方法。该方法用入射角以光纤尖轴线为π对称的光束照明样品消假像,在AF/PSTM双功能弯光纤尖共振频率条件下,采用等尖至样品平均间距（即等振幅）扫描或等光子隧道信息平均强度扫描两种模式成像,分解样品光学图像和形貌图像。用最简单的PSTM两介质模型推导了近似的图像分解的解析表达式,最后用PSTM四介质模型数值模拟结果说明了该方法是可行的和有效的。     

微观形貌扫描隧道显微镜检测的性能分析

对自行研制的双功能扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）的性能特点进行了研究，探讨了影响其纵、横向分辨率的有关因素；对其用于超精微观表面形貌的检测精度进行了分析，提出了其灵敏度、分辨率及视场连续可调的原理；并通过实验检测了原子级分辨率和纳米级分辨率的微观表面形貌，探讨了用ＳＴＭ在不同分辨率条件下对于微观形貌进行检测的可行性．     

微观形貌扫描隧道显微镜检测的性能分析

对自行研制的双功能扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）的性能特点进行了研究，探讨了影响其纵、横向分辨率的有关因素；对其用于超精微观表面形貌的检测精度进行了分析，提出了其灵敏度、分辨率及视场连续可调的原理；并通过实验检测了原子级分辨率和纳米级分辨率的微观表面形貌，探讨了用ＳＴＭ在不辨率条件下对于微观形貌进行检测的可行性。     

利用扫描隧道显微镜构造硅表面nm尺度图形的研究

在大气中,利用扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）在氢钝化的Ｓｉ（１１０）表面直接进行化学改性,形成了２０～６０ｎｍ的ＳｉＯ线条．通过化学腐蚀,成功地将该ｎｍ线条转移到Ｓｉ基片上．实验证明,经ＳＴＭ改性的ＳｉＯ可以作为腐蚀掩膜,利用此氧化膜可以在Ｓｉ表面构造ｎｍ尺度图形结构,从而为研究构造具有量子效应的微器件工艺奠定了基础．     

PSTM等间距及等高扫描方式下减小假像数值模拟

利用多层薄膜模型对ＰＳＴＭ等间距及等高扫描下的探测场进行了计算,采用两种模式模拟了样品表面起伏引起的倾角假像及用π对称双激光束消除假像的效果。结果表明,用π对称双激光束照射方法可显著减小倾角假像。     

一种实现纳米超微定位和超微加工的新方法

介绍了一种采用双单元扫描隧道显微镜实现纳米超微定位超微加工的新方法,双单元扫描隧道显微镜由两个Ｚ向同轴ＳＴＭ单元上下组合而成,分别作为样品测量加工单凶与参考定位单元,两者共用一个ＸＹ扫描器,参考定位单元以规则的晶格空间为参考,采用原子阵列伺服寻踪和针尖锁定剂到原子的技术,可以实现纳米级超微定位,与参考定位单元具有相同定位精度的样品测量加工单元采用电压脉冲法可以形成样品表面上的纳米级特征结构。     

高铬钢碳化物晶内缺陷的STM及FFT分析

用扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）观察了Ｃｒ１２合金中（ＣｒＦｅ）７Ｃ３碳化物的精细结构，证实其晶粒内部存在层错亚结构；并发现同一晶粒内存在几个沿不同位向排列的平行层错群，不同平行群间呈约９０°夹角。ＳＴＭ图象的快速Ｆｏｕｒｉｅｒ变换（ＦＦＴ）及逆变换（ＩＦＦＴ）结果表明，层错排列具有一定周期性。实验测得层错面间距为 ５０ ｎｍ。     

光子扫描隧道显微镜光探针的研究

本文推导了光子扫描隧道显微镜(PSTM)系统扫描器压电偏转量的计算公式,给出了实用的光纤探针制备过程,提出了一种测试毫微米级偏转量和偏转线性的光学方法,并做了实际测试,从而给出了PSTM系统提高分辨和扫描范围的途径,解决了系统信息采集部分的一些理论和技术问题。