扫描隧道显微镜工作原理是怎样的
扫描隧道显微镜是根据量子力学中的隧道效应原理，通过探测固体表面原子中电子的隧道电流来分辨固体表面形貌的新型显微装置。
根据量子力学原理，由于电子的隧道效应，金属中的电子并不完全局限于金属表面之内，电子云密度并不是在表面边界处突变为零。在金属表面以外，电子云密度呈指数衰减，衰减长度约为1nm。用一个极细的、只有原子线度的金属针尖作为探针，将它与被研究物质(称为样品)的表面作为两个电极，当样品表面与针尖非常靠近(距离＜1nm)时，两者的电子云略有重叠，如图2所示。若在两极间加上电压U，在电场作用下，电子就会穿过两个电极之间的势垒，通过电子云的狭窄通道流动，从一极流向另一极，形成隧道电流 I 。隧道电流 I 的大小与针尖和样品间的距离 s 以及样品表面平均势垒的高度 有关，其关系为 ，式中A为常量。 如果s以 nm为单位， 以eV为单位，则在真空条件下，A ≈1， 。
由此可见，隧道电流 I 对针尖与样品表面之间的距离 s 极为敏感，如果 s 减小0.1nm，隧道电流就会增加一个数量级。当针尖在样品表面上方扫描时，即使其表面只有原子尺度的起伏，也将通过其隧道电流显示出来。借助于电子仪器和计算机，在屏幕上即显示出样品的表面形貌。
一般说来，扫描隧道显微镜由扫描隧道显微镜主体、控制电路、控制计算机(测量软件和数据处理软件)三大部分组成。扫描隧道显微镜主体包括针尖的平面扫描机构、样品与针尖间距控制调节机构及系统与外界振动的隔离装置。
常用的STM针尖安放在一个可进行三维运动的压电陶瓷支架上，如图2所示，Lx、Ly、Lz分别控制针尖在x、y、z方向上的运动。在Lx、Ly上施加电压，便可使针尖沿表面扫描；测量隧道电流 I ，并以此反馈控制施加在Lz上的电压Vz；再利用计算机的测量软件和数据处理软件将得到的信息在屏幕上显示出来。
STM有两种工作方式。一种称为恒电流模式，如图4所示。利用一套电子反馈线路控制隧道电流 I ，使其保持恒定。再通过计算机系统控制针尖在样品表面扫描，即是使针尖沿x、y两个方向作二维运动。由于要控制隧道电流 I 不变，针尖与样品表面之间的局域高度也会保持不变，因而针尖就会随着样品表面的高低起伏而作相同的起伏运动，高度的信息也就由此反映出来。这就是说，STM得到了样品表面的三维立体信息。这种工作方式获取图象信息全面，显微图象质量高，应用广泛。
另一种工作模式是恒高度工作，如图5所示。在对样品进行扫描过程中保持针尖的绝对高度不变；于是针尖与样品表面的局域距离 s 将发生变化，隧道电流I的大小也随着发生变化；通过计算机记录隧道电流的变化，并转换成图像信号显示出来，即得到了STM显微图像。这种工作方式仅适用于样品表面较平坦、且组成成分单一(如由同一种原子组成)的情形。 从STM的工作原理可以看到：STM工作的特点是利用针尖扫描样品表面，通过隧道电流获取显微图像，而不需要光源和透镜。这正是得名"扫描隧道显微镜"的原因。
扫描隧道显微镜工作原理是怎样的
从STM的工作原理可以看到：STM工作的特点是利用针尖扫描样品表面，通过隧道电流获取显微图像，而不需要光源和透镜。这正是得名"扫描隧道显微镜"的原因。
扫描隧道显微镜工作原理是怎样的?
扫描隧道显微镜的工作原理：就如同一根唱针扫过一张唱片，一根探针慢慢地通过要被分析的材料（针尖极为尖锐，仅仅由一个原子组成）。一个小小的电荷被放置在探针上，一股电流从探针流出，通过整个材料，到底层表面。当探针通过单个的原子，流过探针的电流量便有所不同，这些变化被记录下来。电流在流过一...
简述STM的工作原理及对纳米技术的影响。
STM 工作原理：扫描隧道显微镜是一种利用量子力学的隧道效应的非光学显微镜，它主要是将原子线度的极细针尖和被研究物质的表面作为两个电极，当样品与针尖的距离缩小到原子尺度时（通常小于1nm），在外加电场的作用下，电子可以从一个电极通过隧道效应穿过势垒达到另一电极，形成隧道电流，同时，物体表面的...
扫描隧道显微镜工作原理
它作为一种扫描探针显微术工具，扫描隧道显微镜可以让科学家观察和定位单个原子，它具有比它的同类原子力显微镜更加高的分辨率。此外，扫描隧道显微镜在低温下可以利用探针尖端精确操纵原子，因此它在纳米科技既是重要的测量工具又是加工工具。
扫描隧道显微镜工作原理是什么?
扫描隧道显微镜的英文缩写是STM｡这是20世纪80年代初期出现的一种新型表面分析工具｡其基本原理是基于量子力学的隧道效应和三维扫描｡它是用一个极细的尖针
扫描扫描隧道电子显微镜隧道显微镜工作原理是怎样的
扫描隧道电子显微镜(scanning tunneling microscope，STM)是一种利用量子理论中的隧道效应探测物质表面结构的仪器,利用电子在原子间的量子隧穿效应，将物质表面原子的排列状态转换为图像信息的。在量子隧穿效应中，原子间距离与隧穿电流关系相应。通过移动着的探针与物质表面的相互作用，表面与针尖间的隧穿电流...
扫描隧道显微镜到底是怎么一回事?
扫描隧道显微镜的英文缩写是STM。这是20世纪80年代初期出现的一种新型表面分析工具。其基本原理是基于量子力学的隧道效应和三维扫描。它是用一个极细的尖针（针尖头部为单个原子）去接近样品表面，当针尖和样品表面靠得很近，即小于1纳米时，针尖头部的原子和样品表面原子的电子云发生重叠。此时若在针尖和...
扫描隧道显微镜是怎么清楚的探测物体表面的原子的?
工作原理 AFM的基本原理与STM类似，在AFM中，使用对微弱力非常敏感的弹性悬臂上的针尖对样品表面作光栅式扫描。当针尖和样品表面的距离非常接近时，针尖尖端的原子与样品表面的原子之间存在极微弱的作用力（10-12~10-6N），此时，微悬臂就会发生微小的弹性形变。针尖与样品之间的力F与微悬臂的形变 之间...
扫描隧道显微镜能放大多少倍
扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscope，简称STM）是一种强大的显微镜，能够放大物体表面的图像达到3亿倍。STM的工作原理是利用量子力学中的隧道效应，通过探针尖端与样品表面之间的隧道电流信号来获取表面结构的详细信息。STM的放大能力令人印象深刻，它能够放大约20至30个原子直径的距离，这意味着科学...
扫描隧道显微镜是什么
扫描隧道显微镜是扫描探针显微术工具。扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscope，缩写为STM）是一种扫描探针显微术工具，扫描隧道显微镜可以让科学家观察和定位单个原子，它具有比它的同类原子力显微镜更加高的分辨率。此外，扫描隧道显微镜在低温下（4K）可以利用探针尖端精确操纵原子，因此它在纳米科技既...
闳骨麝香： 简言之,一根极细的探针在被探测物体表面极近的地方慢慢移动,探针与物体之间加一较小的电压(几伏到几十伏),经典物理认为这个电压不足以击穿物体与探针之间的空气,但量子力学里有一个著名的隧道效应,它说电子可以穿过上述空间,形成隧道电流.隧道电流对物体与探针的间距十分敏感——间距有微小的变化,隧道电流就会有很大的变化,正是这一特点使其纵向的分辨率特别高.
岚皋县15893395354： 扫描隧道显微镜的原理是什么 - ？
闳骨麝香： 扫描隧道显微镜的英文缩写是STM.这是20世纪80年代初期出现的一种新型表面分析工具.其基本原理是基于量子力学的隧道效应和三维扫描.它是用一个极细的尖针(针尖头部为单个原子)去接近样品表面,当针尖和样品表面靠得很近,即小于1纳米时,针尖头部的原子和样品表面原子的电子云发生重叠.此时若在针尖和样品之间加上一个偏压,电子便会穿过针尖和样品之间的势垒而形成纳安级(10ˉ9 A)的隧道电流.通过控制针尖与样品表面间距的恒定,并使针尖沿表面进行精确的三维移动,就可将表面形貌和表面电子态等有关表面信息记录下来.
岚皋县15893395354： 扫描隧道显微镜的原理是什么? - ？
闳骨麝香： 扫描隧道显微镜是根据量子力学中的隧道效应原理,通过探测固体表面原子中电子的隧道电流来分辨固体表面形貌的新型显微装置.
岚皋县15893395354： 扫描扫描隧道电子显微镜隧道显微镜工作原理是怎样的 - ？
闳骨麝香： 扫描隧道电子显微镜(scanning tunneling microscope,STM)是一种利用量子理论中的隧道效应探测物质表面结构的仪器,利用电子在原子间的量子隧穿效应,将物质表面原子的排列状态转换为图像信息的.在量子隧穿效应中,原子间距离与隧...
岚皋县15893395354： 隧道显微镜的原理?？
闳骨麝香： 扫描隧道显微镜的工作原理是利用电子隧道现象,将样品本身作为一具电极,另一个电极是一根非常尖锐的探针.把探针移近样品,并在两者之间加上电压,当探针和样品表面相距只有数十埃时,由于隧道效应在探针与样品表面之间就会产生隧穿电流,并保持不变.若表面有微小起伏,那怕只有原子大小的起伏,也将使穿电流发生成千上万倍的变化.这些信息输入电子计算机,经过处理即可在荧光屏上显示出一幅物体的三维图像.扫描隧道显微镜一般用于导体和半导体表面的测定.
岚皋县15893395354： 扫描隧道显微镜的结构、原理、特点? ？
闳骨麝香： 扫描隧道显微镜 名称: 扫描隧道显微镜 主题词或关键词: 信息科学 扫描 显微镜 内容 扫描隧道显微镜的英文缩写是STM.这是20世纪80年代初期出现的一种新型表面分...
岚皋县15893395354： 扫描隧道显微镜是如何拍摄出的照片? - ？
闳骨麝香： 扫描隧道显微镜利用了物质波的理论:任何物质都有一种波长的波与其相对应. 当然也就包括电子. 扫描隧道显微镜利用高压将电子加速,使其打到要拍摄的物体上,再由于波的衍射,电子会在放置在被拍摄物后的胶片上留下其踪迹,再用计算机处理即可得到图象.
