Scanning tunnelling microscope

میکروسکوپ روبشي تونلي STM

در سال 1981Gred binnig و Heinrich Rohrer در آزمایشگاه تخصصی IBM در سوئیس، با استفاده از پدیده تونل زنی الکترونی، میکروسکوپی را ساختند که با آن می توان ابعاد اتمی را مشاهده نمود. به همین خاطر آنرا میکروسکوپ STM نام نهادند. آنها به خاطر این تلاش در سال 1986 جایزه نوبل را کسب نمودند.
همانند میکروسکوپ نیروی اتمی، STM نیز از یک نوک فلزی سوزنی برای روبش استفاده می کند. مطمئناً نوک سوزنی نمی تواند سطح نمونه را لمس کند ولی وقتی فاصله آن با سطح نمونه تقریباً به ابعاد اتمي(حدود 10 آنگستروم) برسد، مطابق شكل8، با اعمال ولتاژ بین نوک و نمونه، الکترون ها بر اساس پدیده تونل زنی از نمونه به اتم های نوک یا بالعکس، جریان می یابند و در این حال کامپیوتر سیگنال الکتریکی حاصل از پدیده تونل زنی را دریافت نموده و روبش به دو صورت مختلف انجام می شود:
1- در حالتی که مقدار جریان ثابت است، نوک سوزنی برای بالا و پایین رفتن تحریک می شود.
2- درحالتی که ارتفاع ثابت است روبش به سمت جلو و عقب انجام شده و متناسب با پستی و بلندی و همچنین ماهیت الکتریکی سطح، جریان تونلی تغییر نموده و سیگنال لازم برای بازسازی تصویر را به کامپیوتر می فرستد.
در شكل 8، چند نمونه از تصاوير STM لایه نقره که در شرایط مختلف دمایی به روش کندوپاش مغناطیسی انباشت شده و عملیات حرارتی روی آن انجام شده، نشان داده شده است.

شكل8: تصوير شماتيك از ميكروسكوپ تونلي روبشي

شكل9)تصاوير بدست آمده با دستگاه STM مربوط به سطح لايه نقره، راست) نمونه انباشتي در دماي زيرلايه 100، 200 و 300 درجه سانتي گراد چپ) نمونه بازپختي در دماي 100، 200 و 300 درجه سانتي گراد

محدودیت مهم میکروسکوپ های روبش تونلی، آن است که می بایست سطح نمونه و نوک سوزنی هر دو هادی و یا نیمه هادی باشند تا پدیده تونل زنی اتفاق افتد درحالی که از AFM برای مواد هادی، نیمه هادی و عایق می توان استفاده کرد.

منبع : کتاب مبانی لایه نشانی و آنالیز نانو ساختار تالیف آقای جهانبخش مشایخی، انتشارات مرکز نشر دانشگاهی

فیلم آموزشی در مورد میکروسکوپ روبشیSTM

فیلمها و مطالب آموزشی

آنالیزهای سطح و لایه   نازک

برهم کنش بین ذرات باردار با لایه نازک

برهم کنش بین پرتو ایکس با لایه نازک

برهم کنش بین پرتو نور با    لایه نازک

میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM

میکروسکوپ الکترونی عبوری    TEM

میکروسکوپ پروبی روبشی    SPM

میکروسکوپ پروبی روبشی    AFM

میکروسکوپ روبشی تونلینگ    STM

آنالیز سطح و لایه به روش SIMS

آنالیز سطح و لایه به روش    RBS

آنالیز سطح و لایه به روش    XRD

آنالیز سطح و لایه به روش    XPS

آنالیزطیفی به روش بیضی سنجی

آنالیزطیفی به روش اسپکتروفتومتر

لایه نشانی و پارامترهای آن

ساختار    تشکیل       لایه

روش تفنگ الکترونی E_Beam Gun

روش تبخیر مقاومتی    Resistant Ev

روش کندوپاش       Sputtering

لایه نشانی به روش لیرزی    PLD

لایه نشانی به روش       MBE

لایه نشانی شیمیایی       CVD

لایه نشانی شیمیایی        PECVD

لایه نشانی شیمیایی     MOCVD

درباره                            خلاء

پمپ روتاری    Rotary Pump

پمپ توربومولکولارTurbomolecular

پمپ کرایوجنیک Cryojenic Pump

پمپ دیفیوژن    Diffusion Pump

تاریخچه فشارسنج های نخستین

فشارسنجهای محدوده خلاء پایین

فشارسنج یونی کاتد سرد و گرم

کنترل ضخامت

ضخامت سنجی اپتیکی

ضخامت سنجی کریستالیQCM