Ge(112)-(4×1)-In表面重构的原子结构

用扫描隧道显微镜(STM)研究了亚单层In原子引起的Ge(112)-(4×1)-In表面重构.结合随偏压极性不同而显著不同的STM图象和相应的“原子图象”,为这个重构提出了一个原子结构模型,供进一步研究参考.其中,In原子的吸附位置与它在Si(112)表面的吸附位置一致,但与Al原子和Ga原子在Si(112)表面的吸附位置不同.这个吸附位置的不同主要是由In原子较长的共价键键长引起的 关键词： 表面结构 In Ge 扫描隧道显微镜(STM)     

扫描隧道显微镜对不同样品测试条件的分析

概述了扫描隧道显微镜（STM）的应用,讨论了扫描隧道显微镜（STM）对不同样品测试的条件,这对STM图象的分析有着重要的作用。     

C60不同吸附取向的STM图象的理论模拟

采用离散变分局域密度泛涵(DV-LDF)方法,基于Tersoff-Hamann的扫描隧道显微镜(STM)理论,通过计算单个C₆₀五种不同吸附取向的电荷密度分布图来模拟其STM图象．计算结果表明,不同取向C₆₀的电荷密度分布图有各自的特征‘指纹’,其中模拟正偏压情形下C₆₀的最低未占据分子轨道(LUMO)分布图与其STM图象具有较好的可比性.与实验上已有的STM图象和文献中的理论计算结果比较,可以确定C₆₀在一些表面上的     

扫描隧道显微镜

扫描隧道显微镜(Scanning tunneling microscopy,简称STM)是80年代初由IBM苏黎世实验室的Binnig、Rohrer、Gerber和Weibd发明的.这是一种近几年发展迅速的研究物质表面结构的新技术.1982年Binnig和Rohrer用他们研制的STM进行了第一次成功的实验,1983年又第一次用它看到了Si(7×7)重构表面的原子分     

铁氧化物中电子隧道现象的扫描隧道显微术研究

报道了利用扫描隧道显微术(STM)对金属表面氧化物层进行电子隧道谱研究的结果。在对两类铁晶体表面氧化层进行的隧道谱和势垒高度测量结果进行分析后表明,常温条件下形成的氧化层(Ⅰ类)应主要是Fe₃O₄;而在高温氧化条件下形成的表面层(Ⅱ类)的主要成分则应是Fe₂O₃。从而表明(STM)可用于研究铁表面氧化过程的不同阶段,并且由Ⅰ类氧化层的低势垒特性说明STM还可以用于观测此类氧化层的内部结构。类似研究方法还可应用到对一系列 关键词：     

STM教学实验样品的扩展

目前STM实验教学是使用低精度的STM仪器观察样品表面原子团的颗粒状形貌,却要求采用硅基金镀膜这样高要求的样品,这极大浪费了实验室的人力、物力和财力并限制了学生的创造力.本文采用不同形态不同导电物质表面充当STM实验样品进行实验,发现日常生活和实验室中很多导电物品都可以成为很好的STM教学实验样品.     

几种光学图象相位加密方法的比较

本文分析比较了多种实现光学图象相位加密的方法,发现不同方法获得的加密图象有不同类型的噪音分布.无论加密相位是随机相位模板、浑沌序列的相位列阵,还是用相位重构迭代算法计算的结果,它们都能起到加密图象的功能.解密图象的质量或被相关识别的能力与解密过程中所使用正确解密相位的不同部分以及高低频分量多少有关,且其依赖程度是由不同的加密方法自身决定.     

Structure of Reconstructed Cu(100) Surface Induced by Dissociative Adsorption of Gaseous Oxygen

用低能电子衍射(LEED)和扫描隧道显微镜技术研究了氧气在Cu(100)表面化学吸附所形成的表面重构结构．在低覆盖度下,实验上观察到了两个有序重构的混合相,分别为c(2×2)O重构和(√2×2√2)R45°-O重构．在氧原子的覆盖度逐渐增加的过程中,c(2×2)O重构区域的面积逐渐减小．在初始氧化阶段,实验上观察到了呈条状的“锯齿”形的重构结构,这些锯齿形的结构是由相邻的局域化的c(2×2)区域的边界区域(Cu)构成的．STM实验发现,相对于其他重构区域,这些锯齿形的重构区域与有机分子之间存在更加强烈的相互作用．通过分析在不同退火温度下样品LEED衍射点的变化,研究了重构结构的热稳定性,发现三种结构的热稳定性顺序是：锯齿结构>c(2×2)O重构>(√2×2√2)R45°-O重构．     

局域功函数图像及其在Cu(111)-Au/Pd表面的应用

用扫描隧道显微镜（STM）对Cu(111)-Au和Cu(111)-Pd表面的局域功函数进行了研究.通过 测量隧道电流对针尖样品间距的响应，得到了与STM形貌图一一对应的表面局域功函数图像. 实验发现，Au/Pd覆盖层和Cu衬底间的功函数有明显的不同.Pd薄膜的功函数甚至超过了其体 本征值，且功函数在台阶处变小.用偶极子的形成解释了台阶处功函数的降低.这一工作表明 ，用测量局域功函数的方法容易区分表面上不同的元素，并具有纳米尺度的空间分辨率. 关键词： 扫描隧道显微镜 局域功函数 台阶     

更新型的扫描隧道显微镜

20世纪重要的发明之一就是扫描隧道显微镜 ,简称为STM .它能对金属及其他导电表面给出原子水平上的形态结构图 .最近美国科罗拉多矿学院的P .Sutter教授对STM设计了一种新的技术 ,称之为“能量过滤STM” .这项技术类似于在普通显微镜上加一个“颜色滤波片” ,使我们能方便地在摄影时分辨出想要寻找的特征 .同时 ,“能量过滤STM”也使我们能容易地区分出一些具有相似化学性质的原子 ,这类原子用其他手段常常很难分辨 .“能量过滤STM”还能确认在表面上的各种类别的化学键 .一般的STM是使用一个金属的探针 ,它对导电表面上的高能电子…     

STM中量子点接触的电导计算

采用模式匹配和散射矩阵方法，对扫描隧道显微镜(STM)中量子点接触过程中的电导进行了计算.结果表明由量子点接触形成的纳米结构的电导呈现量子化特征，这种量子化现象随所形成的纳米结构的横向尺寸和锥角的减小而增强.而且在半导体材料中比金属中更易观察到电导量子化现象. 关键词： STM 量子点接触 量子化电导     

双成象单元扫描隧道显微镜与原子尺纳米计量技术

研制了双成象单元扫描隧道显微镜(STM),可同时对参考样品的原子晶格和被测样品扫描成象.计数原子晶格的数目,即可精确测定被测样品图象的尺度,以原子尺方式实现严格的纳米计量.本文介绍双成象单元的STM的原理和仪器系统,讨论原子尺纳米计量的可行性,给出被测样品图象的纳米计量结果.     

多学科应用可大范围搜索的紧凑型扫描隧道显微镜

本文展示了结构紧凑的（高度为66 mm,直径为25 mm）扫描隧道显微镜,配备了一套拥有原子级分辨精度的三维压电马达。其中Z方向定位依靠的是自行发明的由轴向切割的压电扫描管驱动的摩擦型步进器。X-Y方向（即样品面方向）的移动是将Z向步进器作为一个惯性滑块垂直嵌入压电扫描管内同时一端平放在压电扫描管的顶部。其设计具有在极端条件下（低温、强磁场等）从宏观尺度样品区域（平方毫米级别）搜索微观靶向（缺陷位、掺杂位、边界及纳米器件等）的能力。在室温大气下对高定向热解石墨进行测量,得到了高分辨率的原子图像.     

Phase shifting nano-moiré method with scanning tunneling microscope

In this paper, a new nano-moiré method using scanning tunneling microscope (STM) is proposed. This method is capable of measuring nanoscopic deformation of matter. The formation mechanism of the STM moiré fringe and the phase shifting technique used in STM moiré fringes are explained in details. Typical experiments are conducted with the crystal lattices of freshly cleaved highly oriented pyrolytic graphite, are used as specimen grating, to generate STM moiré fringe patterns. Phase shifting is realized in four steps from 0 to 2π by controlling the PZT in the STM system to shift the specimen in the vertical direction. This method provides a new way for disposal of moiré fringes pattern in the nano-moiré measurement.     

钒氧酞菁(VOPc)与钒酞菁(VPc)分子的扫描隧道显微镜图像模拟

利用第一性原理方法模拟了自由钒氧酞菁(VOPc)和钒酞菁(VPc)分子的扫描隧道显微镜(STM)图像,与实验观察结果相当符合.理论STM图像都显示出亚分子内结构,外围呈四叶状.其主要差异表现在VOPc分子中心处的钒氧离子在STM图像中为一空洞,而在VPc分子的STM图像中钒离子为突起的亮斑.通过分析VOPc和VPc分子的电子结构,对模拟结果给出自洽的理论解释.造成两者图像显著不同的物理原因是VPc分子在费米能级附近有明显含dz2成分的分子轨道,导致钒离子在STM图像中央为突起的亮斑.而在VOPc分子中dz2分态密度峰位由于氧原子的加入使之远离费米能级,使STM不能“看到”VOPc分子中钒氧离子. 关键词： 钒氧酞菁 钒酞菁 STM图像模拟 电子结构     

STM investigations of local potential barrier dist ribution of the atomic surface of graphite

To modulate the tunneling gap with the lock-in amplifier in the scanning tunneling microscopy(STM), information of the tunneling current variation can be obtained. The local potential barrier distribution of graphite surface atoms is got by means of such technology. Compared with STM image under topography observation mode, the local potential barrier image has higher resolu tion and less influence on the tip and better anti-interference capability. Obs erved results of the graphite are given and discussed in this paper.     

扫描隧道显微镜纳米云纹法的实验研究

提出了应用扫描隧道显微镜(STM)纳米云纹法测量面内位移的原理。测量中,把扫描隧道显微镜的探针扫描线作为参考栅,把物质原子晶格栅结构作为试件栅,对这两组栅线干涉形成的云纹进行了纳米级变形测量。对扫描隧道显微镜纳米云纹的形成原理及测量方法进行了详尽的讨论,并运用该方法对高定向裂解石墨(HOPG)的纳米级变形虚应变进行了测量研究,得到了随扫描范围变化的虚应变场,并与理论值进行了比较。     

Defects of SiC nanowires studied by STM and STS

For the first time the scanning tunneling microscopy (STM) and scanning tunneling spectroscopy (STS) are employed to investigate the morphology and the surface electronic structure of the defective silicon carbide nanowires (SiCNWs). The SiCNWs produced via combustion synthesis route are studied. The STS measurements are performed in the current imaging tunneling spectroscopy mode (CITS) that allows us to determine the correlation between STM topography and the local density of electronic states (LDOS) around the bend of an isolated SiCNW. The measurements reveal fluctuations of LDOS in the vicinity of the defect. The local graphitisation and the inhomogeneous concentration of doping impurities (e.g. nitrogen, oxygen) are considered to explain these fluctuations of metallic-like LDOS in the vicinity of the SiCNW's deformation.     

Effect of bias voltage and electrodes size on the Pd conductance histograms

Conductance histograms of palladium nanocontacts in ultra high vacuum (UHV) were experimentally studied at room temperature using scanning tunneling microscope (STM). Our results show that the resolution of the pure Pd peaks, at 1.8 and around 3G₀, in the histograms, depends on the bias voltage and the electrodes size. The size of the electrodes should be as small as possible to achieve the higher extraction of hydrogen from them and therefore preventing the diffusion of H from the bulk to the nanocontacts during the conductance measurements, particularly at low bias voltage. This could explain why peaks have not been observed previously in the Pd histograms, using STM techniques in UHV.     

Bogoliubov angle and visualization of particle-hole mixture in superconductors

Superconducting excitations—Bogoliubov quasiparticles—are the quantum mechanical mixture of negatively charged electron (−e) and positively charged hole (+e). Depending on the applied voltage bias in scanning tunneling microscope (STM) one can sample the particle and hole content of such a superconducting excitation. Recent STM experiments offer a unique insight into the inner workings of the superconducting state of superconductors. We propose a new observable quantity for STM studies that is the manifestation of the particle-hole dualism of the quasiparticles. We call it a Bogoliubov angle. This angle measures the relative weight of particle and hole amplitude in the superconducting (Bogoliubov) quasiparticle. We propose that this quantity can be measured locally by comparing the ratio of tunneling currents at positive and negative biases locally. This Bogoliubov angle allows one to measure directly the energy and position dependent particle-hole admixture and therefore visualize robustness of superconducting state locally. It may also allow one to measure the particle-hole admixture of excitations in normal state above critical temperature and thus may be used to measure superconducting correlations in pseudogap state.