NHÓM THỰC HIỆN:
VŨ THU HIỀN
TRẦN THỊ THANH THỦY
HUỲNH LÊ THÙY TRANG
SEMINAR:
MÁY STM
(SCANNING TUNNELING
MICROSCOPE)
Trường đại học khoa học tự nhiên thành phố Hồ Chí Minh
Bộ môn vật lí ứng dụng
Lớp cao học quang điện tử khóa 18
STM LÀ GÌ???

Được phát minh năm 1981 và
hai nhà phát minh ra thiết bị này
là Gerd Binnig và Heinrich
Rohrer (đã giành giải Nobel Vật
lý năm 1986

Là kính hiển vi quét chui
ngầm ,được sử dụng để quan sát
hình thái học bề mặt của vật rắn
(kim loại, chất bán dẫn) ở cấp
độ nguyên tử
NGUYÊN LÝ
HOẠT ĐỘNG
CỦA STM

STM sử dụng một mũi dò nhọn mà đầu của mũi dò có kích
thước là một nguyên tử, quét rất gần bề mặt mẫu. Khi đầu dò
được quét trên bề mặt mẫu, sẽ xuất hiện các điện tử di chuyển từ

nguyên tử)
PHƯƠNG PHÁP KHẮC ĐIỆN HÓA
CÁCH QUÉT CỦA ĐẦU DÒ
HIỆU ỨNG ĐƯỜNG NGẦM

Theo cơ học cổ điển, khi E<U
hạt không thể vượt qua rào
thế.

Theo cơ học lượng tử, khi E<U
vẫn tồn tại giá trị hàm sóng của
điện tử ở bên kia rào thế, tức là
có xác suất tìm thấy điện tử bên
ngoài rào thế. Đây chính là hiệu
ứng chui ngầm lượng tử
_Nếu mẫu gắn vào cực +, Ef của mẫu nhỏ hơn Ef của đầu dò ->
dòng chui ngầm dịch chuyển từ đầu dò sang mẫu
_Nếu mẫu gắn vào cực -, Ef của mẫu > Ef của đầu dò -> dòng chui
hầm dịch chuyển từ mẫu sang đầu dò.

DÒNG CHUI NGẦM
_d: khoảng cách giữa đầu dò và mẫu
_Ф: chiều cao hố thế
_m: khối lượng e.
_I giảm theo hệ số 10 khi khoảng cách tăng 1 A
o
_I co giá trị từ 10pA – 1nA ( Ф cỡ vài eV,d cỡ 0,5 nm)
Dòng chui ngầm đo mật độ e ở bề mặt
( e gần mức Fermi).
Do đó đo dòng chui ngầm có thể thay

Là bộ phận điều khiển định vị vị
trí mũi dò ( áp điện X và Y có thể
dãn nở khi đặt vào nó 1 hiệu điện
thế) khi nó di chuyển rất sát vật
mẫu và quét trên mặt phẳng XY
song song với bề mặt mẫu.
Mạch hồi tiếp để giữ cho dòng chui ngầm
không đổi,bằng cách điều chỉnh khoảng
cách giữa mũi dò và mẫu( trục z),khoảng
cách này được điều khiển bằng 1tinh thể
áp điện (áp điện z)có thể dãn nở khi đặt
vào nó 1 hiệu điện thế.
CÁC KIỂU QUÉT
KIỂU QUÉT
CHIỀU CAO
KHÔNG ĐỔI
KIỂU QUÉT DÒNG
CHUI NGẦM
KHÔNG ĐỔI
Kiểu quét dòng không đổi:
Quét chậm vì bộ phận hồi tiếp
phải điều chỉnh khoảng cách
giữa đầu dò và mẫu
Kiểu quét chiều cao không đổi
Tốc độ nhanh hơn vì không điều
chỉnh trục z nhưng chỉ giới hạn
ở mẫu có bề mặt phẳng
BỘ PHẬN CHỐNG RUNG
Hình ảnh cấu trúc bề mặt Si (111) khi sử dung STM năm 1982
ỨNG DỤNG

chế tạo.
NHƯỢC ĐIỂM CỦA STM
_STM phải được thực hiện trong
chân không cao.
_Mẫu sử dụng trong STM phải là
mẫu dẫn điện( kim loại và chất bán
dẫn)
_Bề mặt mẫu siêu sạch và việc chống
rung là một đòi hỏi lớn.
_Tốc độ ghi ảnh trong STM thấp.