扫描探针显微学中的云纹方法

在扫描探针显微镜（SPM）的扫描过程中，由SPM的扫描线与物质表面周期性晶格结构进行干 涉可以形成纳米云纹图像.采用高取向热解石墨（HOPG）和云母作为试件，分别对扫描隧道 显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）云纹进行了研究，实验结果与理论分析完全一致.SPM 纳米云纹法在纳米测量和表征方面具有较大的应用前景. 关键词： 云纹 SPM 晶格栅线 纳米测量     

用扫描隧道显微镜测量局域功函数

用扫描隧道显微镜在Cu（111）-Au和Pt（111）-Ag表面上对局域功函数进行了测量．在扫描的同时通过测量隧道电流对针尖样品间距离变化的响应，可以在得到扫描隧道显微镜（STM）图的同时得到功函数图．用这种方法，成功地观察到Au，Ag覆盖层与Cu，Pt衬底间的功函数的差别．结果表明：Au覆盖层的功函数介于Cu（111）和Au（111）的功函数之间，这与其它方法的结果一致．在Pt（111）-Ag表面观察到了局域功函数随覆盖层厚度的变化．本工作表明：扫描隧道显微镜在研究功函数与表面结构的关系方面是十分有用的；用测量局域功函数的方法还可以区分表面不同种的物质 关键词：     

隧道效应的转移哈密顿理论及隧道谱

本文介绍了金属-绝缘体-金属结构中隧道效应的转移哈密顿理论，讨论了非弹性隧道效应和弹性共振隧道效应以及它们的某些实验应用。最后简要介绍了近几年发展起来的一种新型表面分析技术——扫描隧道显微镜（STM）及其转移哈密顿理论给出的一些重要结果。     

扫描隧道显微镜功能化针尖对分子能级的选择成像

文章提出了一种通过修饰STM针尖使其功能化，调节扫描隧道显微镜（STM）的扫描偏压范围，实现对分子能级的选择性成像的方法．二萘嵌苯分子在Ag（110）表面上自组织形成的有序单层膜主要是通过分子的π电子态成像，而被二萘嵌苯分子修饰的STM针尖的能级失配于基底上吸附的分子的能级，从而只对分子的部分能级成像．这个结果为有机界面电子输运测量提供了一种更好的能级选择方法．     

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     

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。     

扫描隧道显微镜图象的重构

扫描隧道显微镜(STM)图象的解析，是STM应用的关键问题之一，STM的原始图象不能适应各种需要，而采用各种方法重构后，可以适应不同的应用。本文介绍了6种不同的重构方法。     

原子力显微术

德国的G.Binnig和瑞士的H.Rohrer研制成功能观察到物体表面原子象的具有超高分辨率的扫描隧道显微镜(scanning tunnelingmicroscope,简记为STM),并因此而获得了1986年诺贝尔奖金物理学奖.STM的出现,导致了许多用针尖在物体表面上扫描这种形式的,但具有不同“扫描探头”的显微镜的出现.原子力显微镜(atomic force　microscope,简记为AFM)就是这类新装置中的一种. G.Binnig 早在1985年就提出了原子力显微镜的设想.STM是用隧道电流来成象的.G.Binnig想到为什么不用力来成象呢?如果能用力来成象,会比用电流来成象更优越.因为它不仅能用…     

有机纳米信息存储中的结构转变

采用真空热蒸发方法制备了有机单体薄膜对硝基苯腈p-nitrobenzonitrile(PNBN).利用扫描隧道显微镜(STM)在PNBN薄膜上进行信息记录点的写入,通过在STM针尖和高定向裂解石墨(HOPG)之间施加电压脉冲,直接观察到了信息记录点写入前后薄膜发生的局域结构转变.信息记录点的写入机制主要是这种纳米范围结构变化所导致的薄膜由高阻态向低阻态转变,高阻态对应0,低阻态对应1. 关键词： p-nitrobenzonitrile(PNBN) 扫描隧道显微镜(STM) 结构转变     

用激子动力学方法研究N吸附子扫描隧道显微镜系统图谱解释

应用激子动力学方法描述扫描隧道显微镜(STM)隧道中电子运动的动力学行为新方案,推导得到了N吸附子STM系统纯相干记忆函数与时间无关时隧道电流与探针空间位置之间的一般关系式,讨论了公式的应用范围,并作为应用,具体计算了Dimer模型STM系统AU(110)2×1和3×1再构表面STM图谱,其结果与实验及其它理论符合得很好.     

STM图像的理论模拟

本文简要综述了STM基本理论和模拟方法 ,着重介绍了我们的一些工作 ,构造团簇模型和采用第一性原理方法 (DV LDF) ,模拟出不同取向C60 和它吸附在金属和半导体表面的STM图像 ,理论模拟结果都反映出了STM实验图像的主要特征     

光子扫描隧道显微镜和扫描隧道显微镜联用系统的研制

报导我们研制的一套光子扫描隧道显微镜（ＰＳＴＭ）和扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）联用系统的初步实验结果。联用系统采用的基本结构为早先研制的一台ＰＳＴＭ，另外增加了一个ＳＴＭ通道，通过真空蒸镀金膜制作了既导电又导光的光纤探针，联用系统用ＳＴＭ通道隧道电流反馈控制探针高度。初步实验结果表明，ＰＳＴＭ和ＳＴＭ通道既能分别单独成像，亦能用导电导光探针实现ＰＳＴＭ和ＳＴＭ同时成像。     

用扫描隧道显微镜研究肿瘤细胞膜表面的纳米结构

用扫描隧道显微镜技术研究肿瘤细胞膜的超分子结构以及外加纵向电磁场对其超分子结构的作用.结果表明,在扫描隧道显微镜照片中,肿瘤细胞膜表面纳米结构的图象由环形波纹构成.在外加纵向电磁场的作用下,肿瘤细胞膜的表面环形波纹结构消失,出现了一些损伤的痕迹.这可能是在电磁场作用下肿瘤细胞膜表面带电离子的运动受洛仑兹力以及感应电流的综合影响所致.     

第一过渡金属酞菁分子的电子结构的第一性原理计算

对第一过渡金属酞菁化合物(Metal Phthalocyanine,MPc,M=Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni和Cu)的电子结构和基本物理化学性质进行了第一性原理计算.理论模拟出来的STM图像表现出亚分子结构,与已有的实验观察结果相当吻合,且跟金属原子的d电子组态明显有关.在小偏压条件下,第一过渡金属首尾端ScPc,NiPc和CuPc分子的中央金属离子在STM图像表现为空洞,其他所有金属酞菁分子的中央金属离子均为亮斑.同时还研究了ScPc和NiPc分子的STM图像与偏压的关系,当针尖偏压分别 关键词： STM图像模拟 金属酞菁 电子结构     

An(110)2×1、3×1再构表面STM图谱模拟——单吸附组态法

应用由激子动力学方法导出的单吸附组态扫描隧道显微镜系统隧道电流与各纯相干记忆函数之间的解析公式,具体计算模拟了An(110)2×1、3×1再构表面的STM图谱.     

纳米隧道结的量子电容现象

利用STM针尖和二维Au纳米团簇构造的双隧道结，通过对单电子隧穿谱的测量，研究了纳米隧道结的电容随隧道结宽度的变化，发现电容随结宽度的变化偏离了经典电容的行为，为纳米隧道结的量子电容效应提供了实验证据。     

FOURIER ANALYSIS OF TEMPORAL AND SPATIAL OSCILLATIONS OF TUNNELING CURRENT IN SCANNING TUNNELING MICROSCOPY

Partially oxidized Si(111) surfaces and surfaces of highly oriented pyrolytic graphite (HOPG) were studied by two different ultrahigh vacuum scanning tunneling microscope (UHV-STM) systems and by an STM system working under ambient conditions, respectively. The STM current images of partially oxidized Si(111) surfaces and HOPG surfaces were analyzed by one/two-dimensional fast Fourier transformation (1D-FFT/2D-FFT). The phenomenon of temporal oscillations of tunneling current on the partially oxidized Si(111) surfaces was detected with both UHV-STM systems. Temporal as well as spatial oscillations of tunneling current appeared in highly resolved STM current images of the Si(111) surfaces simultaneously, but both kinds of oscillations could be discriminated according to their different influence on the 2D-FFT spectra of the current images, while varying the scanning range and rate. On clean HOPG surfaces only spatial oscillations of tunneling current induced by the surface structure were observed.     

室温下Ge(111)表面原子的协调运动

用扫描隧道显微镜观察了Ge(111)表面的由快速降温至室温而保留下来的中温相.发现除了单个Ge增原子的扩散运动外,主要的运动是发生在畴界上的Ge增原子列的开环和闭环协调运动.从实验上证实了这种最近引起很大实验和理论兴趣的运动方式.通过观察又提出了有待进一步实验和理论研究的问题.     

外电场下STM钨针尖电子结构的理论研究

采用离散变分局域密度泛函方法，研究了外电场对钨(111)面针尖电子结构的影响.详细计算和分析了在不同偏压和距离条件下，钨针尖的隧道激活轨道和电荷分布.研究结果表明：隧道激活轨道中针尖原子的成分对外偏压的极性、大小以及针尖与样品之间的距离都较敏感.与过去理论计算结果不同，钨针尖原子的5d_z²轨道对隧道激活轨道有一定贡献，但并不是最主要的.在加正偏压时对隧道激活轨道贡献最大的为5d_xz和5d_yz轨道，而在加负偏压时则为包括 关键词：