Нанотехнологиялар

Сканирлеуші туннельді микроскоп
СЗМ 
бірінші 
прототипі 
Цюрихте 
(Щвейцария) 
ІВМ 
компаниясының зертханасында 1981 жылы Герд Бинниг пен Хайнрих 
Рорер ойлап тапқан сканирлеуші туннельді микроскоп болған еді. Бұл 
революциялық жаңалықта потенциалдар айырымы берілген “үлгі- 
ине” жүйесі қолданылады. Электрондар үлгіден инеге туннельденіп, 
дәл өлшеуге болатын туннельді электрлік тоқ тудырады. 1986 жылы 
Герд Биннинг мен Хайнрих Рорер “сканирлеуші туннельді микро- 
скопты ойлап тапқандары” үшін физика саласы бойынша Нобель 
сыйлығына ие болды.
Инені қолдану тәсіліне байланысты әртүрлі ақпарат алуға бола­
ды. Қарапайым жағдайда үлгінің беткі қабаты тұрақты қашықтықта 
сканирленеді, мысалы, 
0,2
нм, ал ине тұрақты тоқты 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.
4.2-суретте вольфрамды иненің сызбанұсқасы көрсетілген.
4.2-сурет. Сканирлеуші туннельді микроскоп үшін вольфрам инесінің
сызбанұсқасы

Туннельді электрлік тоқ - электрондар тосқауыл биіктігінен
кіші, толықэнергияныиеленеотырып (туннельденукезінде өзгеріссіз
қалады), потенциалдық тосқауылдан өтетін, классикалық механи-
када мүмкін емес, кванттық табиғаты бар құбылыс. Бұл тоқтың
шамасы үлгі мен ине арасындагы арақашықтыққа экспоненциалды
түрде тәуелді.
Бірыңғай туннельді тоқты ұстап тұру үшін инені беттік 
қабатқа қатысты жоғары және төмен жылжыту беттік қабаттың 
топографиясының (рельеф) фиксациясы мүмкін болады. Туннельді 
тоқ болу үшін үлгі өткізгіш болу керек. Изоляторлар, мысалы резеңке, 
электр тоғын өткізбейді және оларды жұқа өткізгіш қабатпен жаппасақ 
бұндай әдіспен қарастыруға болмайды.
Ине әдетте, өте өткір және оның ұшы бар жоғы бірнеше атом- 
нан тұруы мүмкін. Осындай «өткірліктің» арқасында жеке атомдар- 
ды 0,2 нм дәлдікпен орналастыруға болады. Бұл СТМ ғалымдардың 
жеке атомдарды жоғары бөлу қабілетімен көру және локализдеу тап- 
сырмасын жеңілдететіндігін білдіреді. Осы иненің көмегімен атом- 
дардан жеке электрондарды жұлып алып немесе керісінше, атомдарға 
қосымша электрондарды бере отырып, белгілі бір химиялық реация- 
ларды немесе иондарды жасауға болады.

жүктеу/скачать 4,68 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: