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掃描隧道顯微鏡的原理及應(yīng)用
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掃描隧道顯微鏡的原理及應(yīng)用 隧道效應(yīng)簡介 掃描隧道顯微鏡是根據(jù)量子力學(xué)中的隧道效應(yīng)原理，通過探測固體表面原子中電 子的隧道電流來分辨固體表面形貌的新型顯微裝置。 那么什么是隧道效應(yīng)？根據(jù)量子力學(xué)原理，由于粒子存在波動性，當(dāng)一個粒子處 在一個勢壘之中時，粒子越過勢壘出現(xiàn)在另一邊的幾率不為零，這種現(xiàn)象稱為隧道效應(yīng)。 由于電子的隧道效應(yīng)，金屬中的電子并不完全局限于金屬表面之內(nèi)，電子云密度 并不在表面邊界處突變?yōu)榱�。在金屬表面以外，電子云密度呈指�?shù)衰減，衰減長度約為1nm。用一個極細(xì)的、只有原子線度的金屬針尖作為探針，將它與被研究物質(zhì)(稱為樣品)的表面作為兩個電極，當(dāng)樣品表面與針尖非常靠近(距離＜1nm)時，兩者的電子云略有重疊，如圖2 所示。若在兩極間加上電壓U，在電場作用下，電子就 會穿過兩個電極之間的勢壘，通過電子云的狹窄通道流動，從一極流向另一極，形成隧道電流 I 。隧道電流 I的大小與針尖和樣品間的距離s 以及樣品表面平均勢壘的高度φ有關(guān)，其關(guān)系為I∝Ue-A√ps，式中A 為常量。如果s以0.1nm為單位，φ eV為單位，則在真空條件下，A≈1，I∝Ue-√ps。 |
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- 附件 2 : 掃描隧道顯微鏡的原理及應(yīng)用.pdf
- 附件 3 : 掃描隧道顯微鏡和有關(guān)的幾點(diǎn)思考.caj
2012-05-16 23:05:22, 730.88 K
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