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。     

光子扫描隧道显微镜

介绍光子扫描隧道显微镜的物理基础，成像原理和应用。     

计算机控制的扫描隧道显微镜

本文介绍了我们研制的计算机控制的扫描隧道显微镜．该仪器由扫描隧道显微镜主体、电子控制机箱和计算机控制系统组成．文中着重介绍了仪器主体和电子反馈线路的设计思想及作为三维扫描控制器件的压电陶瓷管的使用方式，讨论了一些关键技术问题．     

电子自旋共振扫描隧道显微镜

单电子自旋极有可能发展成为未来信息学的基础。以电子自旋为核心的新型单分子或单原子器件将最终成为基本信息单元,基于单电子的自旋态将有可能构筑未来量子计算机的量子比特。但是,如何实现对单个电子自旋及其相干态和纠缠态的测量和控制,目前仍然是一个很大的挑战。作为调控单个电子自旋的重要实验手段,电子自旋共振扫描隧道显微镜的发展一直备受关注。文章简要介绍了电子自旋共振扫描隧道显微镜的基本概念,阐述了其发展历史和最新进展,归纳了机理探索的研究成果,论述了该设备研发面临的挑战与对策,并对未来的发展和应用做了展望。     

扫描隧道显微镜和原子力显微镜

 在微观领域对物质进行观察和研究中,人们发明了各种显微镜。但是光学显微镜由于受到光的波长的限制而无法达到很高的分辨率,Ｘ射线衍射技术则要求观察样品必须是晶体,透射电镜则需要对观察样品进行超薄切片。所有这些要求使人们的观察受到了限制,因此人们开始研制更加先进的显微镜。１９８２年宾尼格、罗雷尔及其同事们成功地研制出世界上第一台扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）,导致了显微领域中的一场革命,并在它的基础上研制出一系列的扫描探针显微镜,如原子力显微镜、磁力显微镜和激光力显微镜等。ＳＴＭ的出现使人类第一次可以实时地观测单个原子在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物理性质和化学性质。     

光子扫描隧道显微镜的进展

介绍我国第一台光子扫描隧道显微镜的研制情况，论述图像分解光子扫描隧道显微镜的原理和光子扫描隧显微的光存储技术的初步设想。     

SSX—1型实用扫描隧道显微镜

本文综述了能够直接观察到单个原子的场离子显微镜、透射电子显微镜、扫描隧道显微镜，报告了ＳＳＸ－１ 型实用扫描隧道显微镜主要特点与改进之处，和开展扫描隧道显微学研究所取得一些结果．     

光子扫描隧道显微镜的光电成像系统研究

本文论述了光子扫描隧道显微镜（ＰＳＴＭ）的显微成像机理、成像规律，针对具体的物理模型进行数值模拟计算，并得到了与实际探测相一致的场分布规律。采用自行研制的光子扫描隧道显微镜（ＰＳＴＭ）的显微实验系统对多种样品进行了表面显微成像研究，获得了关于样品表面三维立体图像信息，通过多种图像处理手段对原始图像进行后期处理，得到了更具视觉效果、更为逼真的样品表面图像。     

光子扫描隧道显微镜的探测场

通过修改光子扫描隧道显微镜探测场的计算模型，推导出比较符合实际的探测场及透射系数的计算公式，并利用这一新计算公式在微机上进行了模拟计算，得到了一些过去未曾发现的现象，对光子扫描隧道显微镜的实际探测具有一定的指导意义。     

一体型平行弹簧扫描隧道显微镜

描述了一种新结构形式的扫描隧道显微镜系统。该系统使用一体型平行弹簧和压电致动元件作为精密二维位置控制器件，使得ｘ轴和ｙ轴间的位移干扰变得极其微小。控制ｚ轴位移及试件与探针间距的压电致动元件是以悬挂方式固定在一体型平行弹簧上的，因此，对ｚ轴的位移干扰亦忽略。     

原子力与光子扫描隧道组合显微镜

介绍了超高分辨光于扫描隧遭显微镜（PSTM）的计冗历程,为解决第一代（单光束照明）光千扫捕隧逼显傲镜中存在人为假象和样品光学图像与形貌图像难于分离两个难题,用“对称双光束照明方法消假象,用原子力与光子扫描隧道组合显微镜（AF／PSTM）图像分解方法分离样品光学透过率、折射率与形貌图像。研制成功新一代原子力与光子扫描隧道组合显微镜（AF／PSTM）样机。该样机在一次扫描中已获得两幅原子力显微镜图像（形貌与相位）和两幅光学图像（透过率和折射率）,有效地减少了假象,分解了样品光学折射率、透过率与形貌图像。     

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.     

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。     

扫描隧道显微镜

本文阐述扫描隧道显微镜的物理原理、成象原理和应用。     

高稳定电化学扫描隧道显微镜研制

展示了一台自制的电化学扫描隧道显微镜. 这台电化学STM具有很高的稳定性,它在XY平面和Z方向的漂移速率分别为每分钟67和55.6 pm/min. 另外,特殊设计的扫描管部件有效地避免了在高湿度的环境中大漏电电流的产生. 详细描述了这台电化学STM的机械结构.通过在硫酸铜溶液中测量STM图像证明这套系统的优异性能,得到了大范围干净有序的Au(111)表面和高分辨的高聚石墨原子图像.