掃描隧道顯微鏡STM

掃描隧道顯微鏡 (Scanning Tunneling Microscope, 縮寫(xiě)為STM) 是一種掃描探針顯微術(shù)工具，掃描隧道顯微鏡可以讓科學(xué)家觀察和定位單個(gè)原子，它具有比它的同類原子力顯微鏡更加高的分辨率。此外，掃描隧道顯微鏡在低溫下（4K）可以利用探針尖端精確操縱原子，因此它在納米科技既是重要的測(cè)量工具又是加工工具。

STM工作原理

STM是一種利用量子理論中的隧道效應(yīng)探測(cè)物質(zhì)表面結(jié)構(gòu)的儀器。一根攜帶小小的電荷的探針慢慢地通過(guò)材料，一股電流從探針流出，通過(guò)整個(gè)材料，到底層表面。當(dāng)探針通過(guò)單個(gè)的原子，通過(guò)流過(guò)探針的電流量波動(dòng)，得到圖片。

掃描隧道顯微鏡的工作模式

◆ 恒電流模式

◆ 恒高度模式

掃描隧道顯微鏡是一個(gè)納米級(jí)的隨動(dòng)系統(tǒng)，因此，電子學(xué)控制系統(tǒng)也是一個(gè)重要的部分。掃描隧道顯微鏡要用計(jì)算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，使探針逼近樣品，進(jìn)入隧道區(qū)，而后要不斷采集隧道電流，在恒電流模式中還要將隧道電流與設(shè)定值相比較，再通過(guò)反饋系統(tǒng)控制探針的進(jìn)與退，從而保持隧道電流的穩(wěn)定。所有這些功能，都是通過(guò)電子學(xué)控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

實(shí)例圖片：

審核編輯 黃宇