TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HỒ CHÍ MINH
KHOA VẬT LÝ
BỘ MÔN VẬT LÝ ỨNG DỤNG
SEMINAR:
PHÁT XẠ LẠNH(KÍNH HIỂN VI STM)
GVHD: PGS.TS LÊ VĂN HIẾU
Học viên: HOÀNG VĂN ANH

Thắc mắc xin liên hệ:
[email protected]ÍNH HIỂN VI ĐIỆN TỬ XUYÊN
HẦM (STM)
1.NGUYÊN LÝ HO T NGẠ ĐỘ
2.C U T O C A STMẤ Ạ Ủ
•
H c khíệ ơ
•
H ch ng rungệ ố
•
H i u khi n ph n h iệ đ ề ể ả ồ
•
u dò STMĐầ
3. NG D NGỨ Ụ

Lịch sử
Kính hiển vi điện tử xuyên hầm được phát
triển tại IBM Zürich năm 1981 bởi Gerd
Binning và Heinrich Rohrer và sau đó hai

không đử năng lượng vượt qua.Nếu rào thế đủ hẹp có thể tìm thấy
các phần tử ở bên kia rào thế.
Quantum
Wave Function
For Finite Square
Well Potential
Where E<V

Quantum Tunneling
  th mô t hi u  ng xuyên h m:
Electron có th xuyên h m t nguyên t này sang nguyên
t khác.
n(r) xác su t tìm
th y electron.
V(r) th c a
electron.

Quantum Tunneling
Bây gi chúng ta xem xét tr  ng h p sâu h n là electron xuyên
h m t kim lo i này sang kim lo i khác. E
F
là m c n ng l  ng
Fermi.Đặt một hiệu điện thế giữa hai bản kim loại có thể tạo ra
dòng electron xuyên hầm.
Tip
Sample

Quantum Tunneling
2
( ).

Khi chúng ta   t m t  i n tr  ng vào tinh th áp
 i n, tinh th b bi n d ng. Hi n t  ng  ó g i là
hi n t  ng áp  i n.Sự biến dạng khoảng 0.01 A
0

đến vài micromet. Do đó giúp cho mẫu và tip
cách nhau khoảng 1 A
0
.
The tip
Pizos
Electric Field

Típ được gắn vào 3 tinh thể gốm áp điện và có thể dịch chuyển theo 3
phương x,y, z khi có điện trường đặt và gốm áp điện này.
Dòng tunnel phụ thuộc vào khoảng cách giữa tip – mẫu và cấu trúc điện
tử của mẫu dưới đầu dò, như vậy hình ảnh tạo được do giá trị dòng
xuyên hầm tạo nên theo phương x,y, điểm nhô cao dòng I lớn ảnh sáng,
điểm lõm dòng I nhỏ sáng yếu.

( )
( )
( )
nmd
nmeVC
CddVI
i
5,0
25,10
exp/


H c khí:ệ ơ
Một hệ cơ khí điều khiển sự
tiếp cận của mẫu và tip đến
khoảng cách cần thiết trước
khi quét. Việc dòch chuyển
tip được thực hiện bởi gốm
áp điện. Tip được gắn vào
gốm áp điện và có thể đặt
hiệu điện thế vào các cực
của áp điện để thực hiện sự
dòch chuyển này. Phạm vi
dòch chuyển có thể từ 0,01
A
0
đến vài
µ
m.

Đầu Dò
Hình ảnh sắc nét phụ thuộc vào độ sắc nhọn của đầu dò. Tip được chế tạo
bằng cắt cơ học, mài bóng và tẩm thực điện hóa. Bán kính của tip nhỏ hơn
1000 Å.
Tip thường được làm từ W (bền chắc nhưng dần bị oxy hóa) hoặc Pt/Ir (trơ
hóa học trong không khí và trong dung môi).

•
H ch ng rungệ ố
•
Yêu cầu bắt buộc là biên độ dao động không mong muốn

gốm áp điện theo hướng z (để tạo hiệu chỉnh cho độ
cao không đổi hoặc dòng không đổi).
o
Nhiệm vụ điều chỉnh vò trí gốm áp điện tín hiệu vi
sai này cũng được lưu giữ như một hàm của x, y để
tạo hình ảnh bề mặt.