扫描隧道显微镜

两项在时间上几乎相距达50年之久的重要发明,分享了1986年的诺贝尔物理学奖.奖金的一半,授予已从西柏林普朗克学会所属弗里茨·哈勃研究所退休的西德物理学家恩斯特·鲁斯卡,这是因为在本世纪30年代,“他在电子光学方面的基础研究工作,以及设计了世界上第一台电子显微镜.”     

四探针扫描隧道显微镜

据国家自然科学基金委员会2006年8月18日报道，中科院物理所高鸿钧小组自行设计与研制了可原位生长、构造和研究介观体系的电、光、力学特性的分子束外延一四探针扫描隧道显微镜（MBE-4P—STM）联合系统，在国际上独具特色。该系统可在超高真空环境下制备与构造纳米体系，可用扫描隧道显微镜对其表面电子结构进行表征．用四探针方法研究电子输运性质，同时可研究纳米结构的光学特性，为系统地研究介观小尺度体系的物理、化学性质提供了强有力的工具，目前初步取得了一些有意义的研究结果。     

微机控制的扫描隧道显微镜

扫描隧道显微镜(STM)是近几年发展起来的一种用于物质表面研究的新仪器。它利用量子隧道效应的原理,将原子线度的极细针尖在接近样品处(<10)扫描,通过监测样品与钎尖间隧道电流随距离的变化,得到样品表面的形貌。 图1为中国科学院化学研究所于1988年4月研制成功的一台由微机控制的STM。据测得的数据表明,该仪器垂直于表面方向的分辨串为0.1,横向分辨率为1。仪器性能指标达到目前国际上实验室研制仪器的     

低温扫描隧道显微镜的研制

1986年,诺贝尔奖获得者 Binnig 及其同事 Smith 进一步发展了能工作于低温环境的扫描隧道显微镜,从而将扫描隧道显微学的研究工作推进到低温领域.利用低温扫描隧道显微镜开展了超导、电荷密度波(CDW)和自旋密度波(SDW)等方面的研究.扫描隧道谱学(STS)是扫描隧道显微学的另一分支,它的作用在于研究样品的表面电子态.在低温下进行扫描隧道谱的研究,能显著减小谱线热展宽的影响,得到更精确的数据.许多相变同时会伴随着晶格结构或电子态密度的改变,其相变点往往在液氮或液氦温区,要研究这些课题也要借助于低温扫描隧道显微镜.     

扫描隧道显微镜中的磁场效应

1 引言自从Binnig等发明了扫描隧道显微镜以来,其在原子分辨率表面信息研究中,引起人们越来越大的兴趣.在最近的十年中,扫描隧道显微镜得到飞速发展,许多新的派生仪器不断地出现,诸如原子力显微镜(AFM),扫描隧道电位计(STP),扫描近场光学显微镜(SNOM)和弹道电子发射显微镜(BEEM).最近,Volcker等提出了一种新的扫描隧道显微镜工作模     

扫描隧道显微镜的原理和应用

首先介绍了扫描隧道显微镜的原理,再对它的各个子系统作了详细的说明,最后简介它在众多科研领域的应用以及所取得的成果。     

纳米硅薄膜的扫描隧道显微镜研究

纳米硅薄膜(nc-Si:H)是由纳米尺寸超细微晶粒构成的一种纳米材料。其晶粒所占体积百分比为50％,其它50％则为大量晶粒之间的界面原子所占据,而界面对纳米材料的结构和物性具有重要作用。由于纳米硅薄膜结构上的新颖性,使它具有一系列不同于同类物质晶态材料或非晶态材料的特殊性能,有利于在器件中的应用。     

DNA变异结构的扫描隧道显微镜研究

脱氧核糖核酸(DNA)是生命活动的主要遗传物质,它在不同的环境下可以产生结构变化,如经加热处理等会使DNA的舣螺旋发生解旋等变化。 最近有人用扫描隧道显微镜(STM)在人气下直接观察了裸露的B,A,Z-DNA的双螺旋结构和单链DNA的结构,证明了STM是研究核酸结构的有力工具。但经过变性处理     

利用扫描隧道显微镜研究单分子的最新进展

介绍了近年来单分子科学的最新研究进展和单分子研究的主要方法与技术手段,特别是利用扫描隧道显微镜进行的单分子研究工作。通过对在单分子尺度下若干特殊的物理现象和效应的讨论,说明单分子器件在未来科技中的巨大潜力,以及单分子研究对物理学发展所提供的机遇和挑战。     

应用扫描隧道显微镜研究神经丝的结构

从牛脊髓中分离纯化得到神经丝 ,应用扫描隧道显微镜对天然神经丝的结构进行了研究 .在扫描隧道显微镜观察中 ,神经丝呈直径为 ( 1 0 .2± 0 .8)nm的长杆状结构 ,有许多长短不一的侧臂从长杆两侧伸出 ,长、短侧臂相间排列 ,相邻侧臂的距离为 1 0nm左右 .根据STM观察结果 ,提出了一个新的神经丝的结构模型 .     

扫描隧道显微镜诱导发光的历史和进展

扫描隧道显微镜(STM)不仅可以用来观察和操纵纳米世界的一个个原子和分子, 而且其高度局域化的隧穿电流还可以用来激发隧道结发光, 能提供隧道结微腔内与各种激发及其衰变有关的局域电磁场响应和跃迁本质等信息. 这种利用STM隧穿电流的激发来研究隧道结发光特性的技术称为STM诱导发光技术(STML). 本文较为详细地介绍了该领域的研究历史、现状与发展趋势. 在简要介绍光子收集与检测等实验技术后, 概述了这一领域在金属和半导体表面方面的主要研究内容, 并针对目前广泛关注的隧道结分子发光进行了详细的阐述. 最后还简单介绍了STM诱导发光机制的理论研究, 并对整个领域的发展进行了展望, 特别是STM诱导分子发光技术对于研究单分子科学、单分子光电子学、以及纳米等离激元学的广阔前景.     

用扫描隧道显微镜观察钢中贝氏体组织

贝氏体组织是金属、合金甚至非金属(例如陶瓷)等材料在一定条件下发生固体相变时产生的一种重要组织结构,贝氏体钢也因此而得其名.几十年来科学家们对贝氏体的组织形态及相变机理多有研究,然而由于其本质的复杂性和受观察手段的限制,目前对于贝氏体的研究无论在理论上或是实验上都还处于不断探索的阶段,还有许多悬而未决的问题.对于贝氏体组织的相变机制存在着两种对立的观点:一种是扩散机制,通常也称为台阶生长机制;另一种是切变机制.这两种观点的立论依据主要都是通过扫描电镜或透镜电镜的实验来观察贝氏     

扫描隧道显微镜及其在DNA结构研究中的应用

现代科学发展迅猛,因此本刊“现代科学专题综述”栏也常盛不衰。本期在此栏目中奉献给读者五篇佳作。《扫描隧道显微镜及其在DNA结构研究中的应用》一文,向读者展示了新的实验仪器对DNA结构研究所取得的最新成果。它证明了随着成果的不断积累,仪器的不断改进,我国科学家会在这一领域取得突破性的成就。《题目反应理论和自适应测验》一文介绍了一种现代心理和教育测量理论,这是由于对人才素质的要求越来越高的社会需要而产生的一门学科。它为客观、准确、高效率地评估人的智能和其他心理品质,提供了理论依据。今年4月3日晚,同步辐射这一新的光源在我国诞生,它标志着我国科技史上一个新时代的开始     

用扫描隧道显微镜观察Cr12钢中马氏体

扫描隧道显微镜(STM)是80年代初研制成功的一种新型表面分析仪器,现已在物理、化学、生物等领域获得了广泛应用.与扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及场离子显微镜(FIM)相比,STM具有结构简单、分辨率高、样品制备方便等特点.STM的横向分辨率可超过0.1nm,纵向分辨率可达0.01nm,因而STM适用于观察样品表面微观结构以及由于微观缺陷的存在而引起的原子尺度的起伏,如表面台阶、界面等.目前STM已成功地用于石墨中碳原子及单晶硅表面7×7结构的直接观察.用STM研究金属材料表面的精细组织结构,可有效地填补其它分析手段的不足,但至今由于实验技术及仪器本身的局限,扫描隧道     

利用扫描隧道显微镜技术制造毫微级电池

目前,电化学家已开始应用新技术制造毫微级电池,该电池小到一个人体红细胞就能装进100个这     

C_(60)Langmuir-Blodgett膜的扫描隧道显微镜研究

碳60(又称巴基球,以下简写为C_(60))是1985年由美国科学家发现的碳元素的第三种同素异形体,其分子由60个碳原子组成,在常温下是一种稳定的分子晶体。根据分析测定,C_(60)分子为由20个正六边形和12个正五边形组成的空心立体结构(见图1),形状酷似足球,其中每个碳原子均含两个单键和一个双键。     

光子隧道显微镜

如今扫描隧道显微镜(S TM)已成为追踪、探测材料表面构形的常规装置.这一装置的原理是利用了电子可能跃过两个紧凑且分隔的传导表面间(一是毫微米尺寸的显微镜测头,另一为被测样品)的绝缘间隙的极小几率.在此基础上发展     

扫描隧道显微镜研究钢中贝氏体和马氏体浮突

柯俊和Cottrell在1952年首先观察到贝氏体相变伴随有与马氏体相似的表面浮突,故认为贝氏体的长大方式与马氏体相似,这一实验结果成为贝氏体相变以切变机制完成的重要证据之一.但有人发现扩散型相变(如Al-Ag中的γ相沉淀)也能产生表面浮突,而且贝氏体浮突的形状(∧,∨型)与马氏体单倾型浮突(N型)有所不同,认为不能根据浮突效应来肯定贝氏体的切变形成机制.而后,许多学者对贝氏体浮突的形状和本质进行了大量的研究,但至今为止,关于浮突的实验工作大都是用光学干涉显微镜完成的,高度观察只能达到(0.01μm)的精     

利用超快扫描隧道显微镜研究原子尺度上的电荷动力学

<正>许多微观物理化学过程发生在皮秒和飞秒量级,传统的扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscope, STM)能够以原子级分辨观察表面结构和电子态,但其时间分辨率不足以解析皮秒和飞秒尺度的超快动力学过程.超快STM结合了STM的空间分辨率和超快光学的时间分辨率,可以实现原子级分辨率的飞秒光谱学,并用于单原子、单分子、单电子和单自旋的非平衡动力学研究.本文首先介绍了超快STM技术的发展,以及我们在这个研究方向上的进展.随后,将超快STM技术应用于光催化材料金红石型TiO2(110)表面上单个极化子的非平衡动力学研究,揭示了