Дәрістер тезистері
Сканирлеуші туннельдік микроскоп (СТМ)
жүктеу/скачать 3,65 Mb.
|
Дәрістер тезистері
- Бұл бет үшін навигация:
- Туннельдік электр тогы
| Сканирлеуші туннельдік микроскоп (СТМ). СЗМ-нің алғашқы прототипі Цюрихте (Швейцария) IBM компаниясының зертханасында 1981 жылы Герд Биннинг пен Хайнрих Рорер ойлап тапқан сканирлеуші туннельдік микроскоп болған еді. Бұл революциялық жаңалықта потенциалдар айырымы берілген «үлгі-ине» жүйесі қолданылады. Электрондар үлгіден инеге туннельденіп, дәл өлшеуге болатын туннельдік электр тогын тудырады. 1986 жылы Герд Биннинг пен Хайнрих Рорер «сканирлеуші туннельдік микроскопты ойлап тапқандары» үшін физика саласы бойынша Нобель сыйлығына ие болды.
Инені қолдану тәсіліне байланысты әртүрлі ақпарат алуға болады. Қарапайым жағдайда үлгінің беткі қабаты тұрақты қашықтықта сканирленеді, мысалы, 0,2 нм, ал ине тұрақты токты ұстап тұру үшін жоғарылайды немесе төмендейді, бұл ине мен беттік қабат арасындағы бірдей қашықтықты білдіреді. Көбінесе зонд ұшы мен өткізгіш үлгінің арасында аралық (туннель) арқылы электрондар ағынын тудыратын, потенциалдар айырымы беріледі. 2-суретте вольфрамды иненің сызбанұсқасы көрсетілген. 2-сурет. Сканирлеуші туннелдік микроскоп үшін вольфрам инесінің сызбанұсқасы. Туннельдік электр тогы – электрондар тосқауыл биіктігінен кіші, толық энергияны иелене отырып (туннельдену кезінде өзгеріссіз қалады), потенциалдық тосқауылдан өтетін, классикалық механикада мүмкін емес, кванттық табиғаты бар құбылыс. Бұл токтың шамасы үлгі мен ине арасындағы арақашықтыққа экспоненциалды (экспоненциальный рост – возрастание величины, когда скорость роста пропорциональна значению самой величины) түрде тәуелді. Бірыңғай туннельдік токты ұстап тұру үшін инені беттік қабатқа қатысты жоғары және төмен жылжыту арқылы беттік қабаттың топографиясының (рельеф) фиксациясы мүмкін болады. Туннельдік ток болу үшін үлгі өткізгіш болу керек. Изоляторлар, мысалы резеңке, электр тогын өткізбейді және оларды жұқа өткізгіш қабатпен жаппасақ бұндай әдіспен қарастыруға болмайды. Ине әдетте, өте өткір және оның ұшы бар-жоғы бірнеше атомнан тұруы мүмкін. Осындай «өткірліктің» арқасында жеке атомдарды 0,2 нм дәлдікпен орналастыруға болады. Бұл СТМ ғалымдардың жеке атомдарды жоғары бөлу қабілетімен көру және локализдеу тапсырмасын жеңілдететіндігін білдіреді. Осы иненің көмегімен атомдардан жеке электрондарды жұлып алып немесе керісінше, атомдарға қосымша электрондарды бере отырып, белгілі бір химиялық реакцияларды немесе иондарды жасауға болады. жүктеу/скачать 3,65 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|