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。     

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．     

用STM在石墨晶体表面进行纳米级加工

中国科学院化学研究所扫描隧道显微学研究室用自己研制的扫描隧道显微镜(STM)在石墨晶体表面进行纳米级加工,由计算机控制刻写出线条宽约10纳米的字符和图案,并用STM获得加工后的图像。     

扫描隧道显微镜单原子操纵技术及其物理机理

扫描隧道显微镜不仅使得人们的视野可以直接观察到物质表面上的原子及其结构,并进而分析物质表面的物理性质,它还使得人们可以在纳米尺度上对材料表面进行各种加工处理,甚至可以操作单个原子,这一特定的应用将会使人类从目前微米尺度的加工技术迅速跨入纳米尺度和原子尺度。这将是推动人类科学和技术发展的一个无法估量和替代的动力。文中介绍近年来这一前沿研究领域所取得的部分进展,并讨论原子操纵的物理机理和应用前景。     

扫描隧道显微镜和扫描电子显微镜的联用

扫描隧道显微镜（STM）的发明打开了人类对微观世界观察的大门,使得人类在纳米尺度上研究单一原子以及单一分子的反应成为可能。本文简述了扫描隧道显微镜的工作原理,并介绍了它与扫描电子显微镜（SEM）联用的优点。     

nm级制造用三维微定位的扫描探针显微镜

介绍一种用于ｎｍ级制造具有ｘｙｚ三维微定位能力的扫描探针显微镜（ＳＰＭ）．采用电磁足周期性地夹紧与松开，结合压电陶管的轴向伸缩变形的微位移爬行器构成三维微定位机构．扫描范围可达２０μｍ×２０μｍ，且探针可在样品表面ｘ和ｙ方向上１０ｍｍ×１０ｍｍ范围内实行ｎｍ级的定位．探针在ｚ方向接近样品表面也可自动进行．给出了微定位器的运动分辨率、速度与工作频率，以及在扫描道显微（ＳＴＭ）方法下测得的高定向石墨表面原子图像     

纳米尺度下的电流 纳米电子学简介

本书展示了电流在纳米尺度下的表现,同时将纳米尺度下对电流的几方面研究的最新进展有机地联系起来,其中包括了缺陷、晶界、隧道效应以及原子触点相关方面的研究;纳米结构对电流的影响,尤其是对晶体管最小化的研究;还包括了一些针对扫描探针显微镜中遇到的测量纳米尺度下探针电流和电压的新技术。     

扫描探针显微镜漂移的定量测量方法

对扫描探针显微镜(SPM)仪器漂移的定量测量的几种方法进行探讨,提出应用二维零位标记进行漂移测量.分析比较使用普通样品、周期二维光栅、二维零位标记和原子光栅在测定仪器漂移中的优缺点.结果表明:应用二维零位标记的测量技术对探针与样品形貌耦合引起的图像误差不敏感,漂移测量范围不受光栅单元尺寸影响.该方法优于采用普通样品和规则周期的二维光栅样品的方法,而应用原子光栅可以预计达到亚原子量级的超高精度的SPM漂移测量.     

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。     

纳米测量仪器和纳米加工技术

纳米科技是当今国际上的一个热点。文章对纳米科技作了简要介绍, 纳米测量和加工是纳米科技中的一个不可缺少的重要组成部分。叙述了发展纳米测量和纳米加工技术的两个主要途径：一是发展传统技术，主要是电子显微术以及最近发展起来的聚焦离子束（FIB）- 电子束数控加工中心；二是创造新的测量仪器，建立新原理和新方法，介绍了国内外电子显微镜和扫描探针显微镜这两类纳米测量分析仪器的发展、应用和生产现状。指出我国电子显微仪器和扫描探针显微镜的开发和生产面临困境，应尽快建立和加强自己的电子显微仪器和扫描探针显微镜等纳米测量和纳米加工设备制造产业，并列入国家科技发展规划。     

扫描隧道显微镜探针结构对分辨力影响的量子理论研究

本文推导了基于扫描隧道显微镜工作条件下的新的电流表达式．将其应用于两种典型的势结构探针，分析了针尖形状对分辨力的影响．新公式对强的针—表相互作用更为适用．     

对一种新型全有机复合薄膜的超高密度信息存储研究

用真空热壁法生长了一种新型全有机复合薄膜TTF/m-NBP(tetrathiofulvalene/m-nitrobenzylidene propanedinitrile)。用透射电子显微镜和傅立叶变换红外光谱对薄膜的表征结果证明,该制备方法能够生长出较大面积的化学结构完善的单晶薄膜。用原子力显微镜(AFM)和扫描隧道显微镜(STM)都观察到了TTF/m-NBP薄膜表面的原子级分辨像。通过STM针尖施加脉冲电压在TTF/m-NBP薄膜上实现了纳米级的信息存储,最小记录点直径约为1.2nm。扫描隧道谱分析表明TTF/m-NBP薄膜具有很好的电开关“记忆”特性。初步研究认为其电开关机制可能主要是脉冲电压诱发的TTF电子给体与m-NBP电子受体分子间的电荷转移的变化所致。     

表面吸附STM图象的激子动力学方法研究

本文借助於激子动力学方法，推证了单吸附ＳＴＭ系统隧道电流和探针位置的直接关系式．该方法比现有的常规方法有更多的优越性．     

利用AFM在不同加工参数下实现纳米加工

利用扫描探针显微镜(SPM)进行电场诱导氧化加工的方法可应用于半导体微型器件和纳米电子器件的加工制作，文中研究了原子力显微镜(AFM)电场诱导氧化理论以及一些加工参数(偏置电压和加工速度)对加工结构尺寸的影响，并提出了阈值电压的概念，通过实验得出了偏压越大，加工线尺寸越大的结论，并指出随着加工速度的增大，加工线宽和线高都减小，且加工线高度和加工速度近似呈负对数关系，实验是在H钝化的Si表面上进行的。     

用于超精微观形貌检测的STM研制

研制了一种具有原子级和纳米级分辨率的宽范围扫描隧道显微镜（ＳＴＭ），通过理论分析和实验论证，介绍纳米级精度微进给机构的原理及特点，研究了一种适于该仪器的简易、有效的隔振系统及探针夹持方法，并对夹持精度进行分析，实验结果表明该仪器可用于原子级与纳米级精度微观形貌的检测。     

一种采样瓶定位控制系统的设计

为了提高农业用地水文及水土保持的监测水平,分析农药或化肥的使用情况,需要采集降雨径流中的水样进行检测.在降雨径流采样器的收集端设计了一套采样瓶定位控制系统,以STM32芯片为控制单元,利用位置传感器,通过设定PWM脉冲数来控制直流电机带动旋转盘,每单次采样转动的角度为15°,采样器在每采集满一个样本后能够自动切换采样瓶继续进行下一次定位,保证24个采样瓶在定位后喷水插嘴能够插入瓶盖孔内进行灌瓶.通过实验验证,采样瓶的定位控制系统设计自动化程度好,可靠性与准确度高,能够实现定位后顺利灌瓶,与传统人工实地定点采样相比,显然节省了大量的人力物力.     

Two-electron dissociation of single molecules by atomic manipulation at room temperature

Using the tip of a scanning tunnelling microscope (STM) to mechanically manipulate individual atoms and molecules on a surface is now a well established procedure. Similarly, selective vibrational excitation of adsorbed molecules with an STM tip to induce motion or dissociation has been widely demonstrated. Such experiments are usually performed on weakly bound atoms that need to be stabilized by operating at cryogenic temperatures. Analogous experiments at room temperature are more difficult, because they require relatively strongly bound species that are not perturbed by random thermal fluctuations. But manipulation can still be achieved through electronic excitation of the atom or molecule by the electron current tunnelling between STM tip and surface at relatively high bias voltages, typically 1-5 V. Here we use this approach to selectively dissociate chlorine atoms from individual oriented chlorobenzene molecules adsorbed on a Si(111)-7 x 7 surface. We map out the final destination of the chlorine daughter atoms, finding that their radial and angular distributions depend on the tunnelling current and hence excitation rate. In our system, one tunnelling electron has nominally sufficient energy to induce dissociation, yet the process requires two electrons. We explain these observations by a two-electron mechanism that couples vibrational excitation and dissociative electron attachment steps.     

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．     

本钢新4#焦炉基础顶板煤气下喷管、清扫管、测温管的安装

本钢新4#焦炉基础顶板煤气下喷管、清扫管、测温管共4058个，安装数量多，精度要求高，在施工中采用了直埋顶丝工艺安装.