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掃描隧道顯微鏡，掃描隧道顯微鏡是什么類似什么

來源：整理 時間：2023-09-04 10:23:26 編輯：智能門戶 手機(jī)版

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1，掃描隧道顯微鏡是什么類似什么

掃描隧道顯微鏡 科技名詞定義 中文名稱： 掃描隧道顯微鏡 英文名稱： scanning tunnel microscope;STM 定義： 利用量子隧道效應(yīng)產(chǎn)生隧道電流的原理制作的顯微鏡。其分辨率可達(dá)原子水平，即觀察到原子級的圖像。在生物學(xué)中，可觀察大分子和生物膜的分子結(jié)構(gòu)。 應(yīng)用學(xué)科： 細(xì)胞生物學(xué)（一級學(xué)科）；細(xì)胞生物學(xué)技術(shù)（二級學(xué)科）

掃描隧道顯微鏡是什么類似什么

2，掃描隧道電子顯微鏡的介紹

掃描隧道電子顯微鏡(scanning tunneling microscope，STM)是一種利用量子理論中的隧道效應(yīng)探測物質(zhì)表面結(jié)構(gòu)的儀器，利用電子在原子間的量子隧穿效應(yīng)，將物質(zhì)表面原子的排列狀態(tài)轉(zhuǎn)換為圖像信息的。在量子隧穿效應(yīng)中，原子間距離與隧穿電流關(guān)系相應(yīng)。通過移動著的探針與物質(zhì)表面的相互作用，表面與針尖間的隧穿電流反饋出表面某個原子間電子的躍遷，由此可以確定出物質(zhì)表面的單一原子及它們的排列狀態(tài)。

掃描隧道電子顯微鏡的介紹

3，隧道顯微鏡的原理

掃描隧道顯微鏡的工作原理是利用電子隧道現(xiàn)象，將樣品本身作為一具電極，另一個電極是一根非常尖銳的探針。把探針移近樣品，并在兩者之間加上電壓，當(dāng)探針和樣品表面相距只有數(shù)十埃時，由于隧道效應(yīng)在探針與樣品表面之間就會產(chǎn)生隧穿電流，并保持不變。若表面有微小起伏，那怕只有原子大小的起伏，也將使穿電流發(fā)生成千上萬倍的變化。這些信息輸入電子計算機(jī)，經(jīng)過處理即可在熒光屏上顯示出一幅物體的三維圖像。掃描隧道顯微鏡一般用于導(dǎo)體和半導(dǎo)體表面的測定。

隧道顯微鏡的原理

4，什么是掃描隧道顯微鏡

掃描隧道顯微鏡 掃描隧道顯微鏡的英文縮寫是STM。這是20世紀(jì)80年代初期出現(xiàn)的一種新型表面分析工具。其基本原理是基于量子力學(xué)的隧道效應(yīng)和三維掃描。它是用一個極細(xì)的尖針（針尖頭部為單個原子）去接近樣品表面，當(dāng)針尖和樣品表面靠得很近，即小于1納米時，針尖頭部的原子和樣品表面原子的電子云發(fā)生重疊。此時若在針尖和樣品之間加上一個偏壓，電子便會穿過針尖和樣品之間的勢壘而形成納安級（10ˉ9 A）的隧道電流。通過控制針尖與樣品表面間距的恒定，并使針尖沿表面進(jìn)行精確的三維移動，就可將表面形貌和表面電子態(tài)等有關(guān)表面信息記錄下來。 掃描隧道顯微鏡,具有很高的空間分辨率，橫向可達(dá)0．l納米，縱向可優(yōu)于0．01納米。它主要用來描繪表面三維的原子結(jié)構(gòu)圖，在納米尺度上研究物質(zhì)的特性，利用掃描隧道顯微鏡還可以實現(xiàn)對表面的納米加工，如直接操縱原子或分子，完成對表面的剝蝕、修飾以及直接書寫等。目前掃描隧道顯微鏡取得了一系列新進(jìn)展，出現(xiàn)了原子力顯微鏡（AFM）。彈道電子發(fā)射顯微鏡（BEEM）、光子掃描隧道顯微鏡（PSTM），以及掃描近場光學(xué)顯微鏡（SNOM）等。 參考資料：摘自《世界科技大博覽》

5，隧道掃描顯微鏡工作原理是什么

掃描探針顯微鏡簡介 儀器簡介 掃描探針顯微鏡是指一類通過微小探針在樣品表面掃描，將探針與樣品表面間的相互作用轉(zhuǎn)換為表面形貌和特性圖像的顯微鏡。它提供了表面的三維高空間分辨的圖像。掃描探針顯微鏡(SPM)主要包括掃描隧道顯微鏡(STM)和原子力顯微鏡(AFM)兩種功能。完整的掃描探針顯微鏡由控制系統(tǒng)和顯微鏡系統(tǒng)組成。掃描隧道顯微鏡的工作原理是利用電子隧道現(xiàn)象，將樣品本身作為一具電極，另一個電極是一根非常尖銳的探針。把探針移近樣品，并在兩者之間加上電壓，當(dāng)探針和樣品表面相距只有數(shù)十埃時，由于隧道效應(yīng)在探針與樣品表面之間就會產(chǎn)生隧穿電流，并保持不變。若表面有微小起伏，那怕只有原子大小的起伏，也將使穿電流發(fā)生成千上萬倍的變化。這些信息輸入電子計算機(jī)，經(jīng)過處理即可在熒光屏上顯示出一幅物體的三維圖像。掃描隧道顯微鏡一般用于導(dǎo)體和半導(dǎo)體表面的測定。原子力顯微鏡主要包括接觸模式、非接觸模式和輕敲模式。一個對力非常敏感的微懸臂，其尖端有一個微小的探針，當(dāng)探針輕微地接觸、接近或輕敲樣品表面時，由于探針尖端的原子與樣品表面的原子之間產(chǎn)生極其微弱的相互作用力而使微懸臂彎曲，將微懸臂彎曲的形變信號轉(zhuǎn)換成光電信號并進(jìn)行放大，就可以得到原子之間力的微弱變化的信號。這些信息輸入電子計算機(jī)，經(jīng)過處理即可在熒光屏上顯示出一幅物體的三維圖像。Multimode NS3a具有掃描隧道顯微鏡模式，接觸模式AFM，非接觸模式AFM，輕敲模式AFM,相位成像模式AFM。

6，什么是掃描遂道

掃描隧道顯微鏡是80年代初期發(fā)展起來的新型顯微儀器，能達(dá)到原子級的超高分辨率。掃描隧道顯微鏡不僅作為觀察物質(zhì)表面結(jié)構(gòu)的重要手段，而且可以作為在極其細(xì)微的尺度——即納米尺度（1nm=10-9m）上實現(xiàn)對物質(zhì)表面精細(xì)加工的新奇工具。目前科學(xué)家已經(jīng)可以隨心所欲地操縱某些原子。一門新興的學(xué)科——納米科學(xué)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)運而生。 中國科學(xué)院化學(xué)研究所隧道顯微學(xué)研究室的科學(xué)家正奮力投入納米科學(xué)技術(shù)的研究，運用掃描隧道顯微學(xué)方法，已于1992年成功地在石墨表面刻寫出納米級的漢字和圖案。 用掃描隧道顯微鏡在高定向裂解石墨表面上刻寫的漢字“中國”，其中筆畫的線條寬度為10nm。如果用這樣大小的漢字來書寫《紅樓夢》一書，只需大頭針針頭那樣小的面積，就可寫進(jìn)全書的內(nèi)容。掃描隧道顯微鏡的英文縮寫是STM。這是20世紀(jì)80年代初期出現(xiàn)的一種新型表面分析工具。其基本原理是基于量子力學(xué)的隧道效應(yīng)和三維掃描。它是用一個極細(xì)的尖針，針尖頭部為單個原子去接近樣品表面，當(dāng)針尖和樣品表面靠得很近，即小于1納米時，針尖頭部的原子和樣品表面原子的電子云發(fā)生重疊。此時若在針尖和樣品之間加上一個偏壓，電子便會穿過針尖和樣品之間的勢壘而形成納安級10A的隧道電流。通過控制針尖與樣品表面間距的恒定，并使針尖沿表面進(jìn)行精確的三維移動，就可將表面形貌和表面電子態(tài)等有關(guān)表面信息記錄下來。掃描隧道顯微鏡具有很高的空間分辨率，橫向可達(dá)0．1納米，縱向可優(yōu)于0．01納米。它主要用來描繪表面三維的原子結(jié)構(gòu)圖，在納米尺度上研究物質(zhì)的特性，利用掃描隧道顯微鏡還可以實現(xiàn)對表面的納米加工，如直接操縱原子或分子，完成對表面的刻蝕、修飾以及直接書寫等。目前掃描隧道顯微鏡取得了一系列新進(jìn)展，出現(xiàn)了原子力顯微鏡AFM、彈道電子發(fā)射顯微鏡BEEM、光子掃描隧道顯微鏡PSTM，以及掃描近場光學(xué)顯微鏡SNOM等。掃描隧道顯微鏡（scanning tunneling microscope，STM） 由Binnig等1981年發(fā)明，根據(jù)量子力學(xué)原理中的隧道效應(yīng)而設(shè)計。當(dāng)原子尺度的針尖在不到一個納米的高度上掃描樣品時，此處電子云重疊，外加一電壓（2mV~2V），針尖與樣品之間產(chǎn)生隧道效應(yīng)而有電子逸出，形成隧道電流。電流強(qiáng)度和針尖與樣品間的距離有函數(shù)關(guān)系，當(dāng)探針沿物質(zhì)表面按給定高度掃描時，因樣品表面原子凹凸不平，使探針與物質(zhì)表面間的距離不斷發(fā)生改變，從而引起電流不斷發(fā)生改變。將電流的這種改變圖像化即可顯示出原子水平的凹凸形態(tài)。掃描隧道顯微鏡的分辨率很高，橫向為0.1~0.2nm，縱向可達(dá)0.001nm。它的優(yōu)點是三態(tài)（固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)）物質(zhì)均可進(jìn)行觀察，而普通電鏡只能觀察制作好的固體標(biāo)本。 利用掃描隧道顯微鏡直接觀察生物大分子，如DNA、RNA和蛋白質(zhì)等分子的原子布陣，和某些生物結(jié)構(gòu)，如生物膜、細(xì)胞壁等的原子排列。
掃描隧道顯微鏡的英文縮寫是STM。這是20世紀(jì)80年代初期出現(xiàn)的一種新型表面分析工具。其基本原理是基于量子力學(xué)的隧道效應(yīng)和三維掃描。它是用一個極細(xì)的尖針，針尖頭部為單個原子去接近樣品表面，當(dāng)針尖和樣品表面靠得很近，即小于1納米時，針尖頭部的原子和樣品表面原子的電子云發(fā)生重疊。此時若在針尖和樣品之間加上一個偏壓，電子便會穿過針尖和樣品之間的勢壘而形成納安級10A的隧道電流。通過控制針尖與樣品表面間距的恒定，并使針尖沿表面進(jìn)行精確的三維移動，就可將表面形貌和表面電子態(tài)等有關(guān)表面信息記錄下來。掃描隧道顯微鏡具有很高的空間分辨率，橫向可達(dá)0．1納米，縱向可優(yōu)于0．01納米。它主要用來描繪表面三維的原子結(jié)構(gòu)圖，在納米尺度上研究物質(zhì)的特性，利用掃描隧道顯微鏡還可以實現(xiàn)對表面的納米加工，如直接操縱原子或分子，完成對表面的刻蝕、修飾以及直接書寫等。
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