Bài thuyết trình: Phát xạ lạnh (kính hiển vi STM)

Chia sẻ: Bùi Văn Tuấn | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:29

Thêm vào BST

Báo xấu

127
lượt xem 13
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài thuyết trình: Phát xạ lạnh (kính hiển vi STM) giới thiệu về lịch sử, nguyên lý hoạt động; cấu tạo các hệ cơ khí, hệ chống rung, hệ điều khiển phản hồi, đầu dò STM của kính hiển vi điện tử xuyên hầm STM. Đây là tài liệu tham khảo dành cho sinh viên ngành Vật lý ứng dụng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài thuyết trình: Phát xạ lạnh (kính hiển vi STM)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ BỘ MÔN VẬT LÝ ỨNG DỤNG SEMINAR : PHÁT XẠ LẠNH(KÍNH HIỂN VI STM) GVHD: PGS.TS LÊ VĂN HIẾU Học viên: HOÀNG VĂN ANH
Thắc mắc xin liên hệ: thanhlam1910_2006@yahoo.com
KÍNH HIỂN VI ĐIỆN TỬ XUYÊN HẦM (STM) 1.NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 2.CẤU TẠO CỦA STM • Hệ cơ khí • Hệ chống rung • Hệ điều khiển phản hồi • Đầu dò STM 3.ỨNG DỤNG
Lịch sử Kính hiển vi điện tử xuyên hầm được phát triển tại IBM Zürich năm 1981 bởi Gerd Binning và Heinrich Rohrer và sau đó hai người đoạt giải Nobel vật lý năm 1986 do phát minh ra kính hiển vi này. Gerd Binning Heinrich Rohrer
1. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG °Döïa treân nguyeân lyù xuyeân haàm löôïng töû cuûa caùc ñieän töû giöõa 2 cöïc ñieän khi coù ñieän tröôøng ñaët vaøo. °Heä soá xuyeân haàm ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: °Khi khoâng coù ñieän tröôøng ngoaøi (khoâng cung caáp naêng löôïng cho ñieän töû) heä soá D vaãn khaùc khoâng. D tæ leä nghòch vôùi a – khoaûng caùch giöõa hai ñieän cöïc (khoaûng caùch giöûa m vaø aãu tip) vaø tæ leä thuaän vôùi naêng löôïng ñieän töû W.
The Scanning Tunneling Microscope (STM) STM là kính hiển vi điện tử đầu dò có độ phân giải đạt đến nguyên tử.
Quantum Tunneling Classical Wave Function For Finite Square Well Potential Where E
Quantum Tunneling Quantum Wave Function For Finite Square Well Potential Where E
Quantum Tunneling Đồ thị mô tả hiệu ứng xuyên hầm: n(r) xác suất tìm thấy electron. V(r) thế của electron. Electron có thể xuyên hầm từ nguyên tử này sang nguyên tử khác.
Quantum Tunneling Bây giờ chúng ta xem xét trường hợp sâu hơn là electron xuyên hầm từ kim loại này sang kim loại khác. EF là mức năng lượng Fermi.Đặt một hiệu điện thế giữa hai bản kim loại có thể tạo ra dòng electron xuyên hầm. Sample Tip
Quantum Tunneling Theo cơ học lượng tử hàm sóng là hàm mũ. Do đó xác suất tìm thấy electron sau rào thế có bề dày d: −2 kd I = f ( E ).e Và: 1 Trong đó f(E) là hàm phân bố Fermi. f ( E ) = ( E − EF )/ KT e +1
Quantum Tunneling Trong đó: Các giá trị m, d, Φ xác định (Φ là công thoát),d khoảng 1 Å.
Hiện tượng áp điện Hiện tượng áp điện xảy ra với các tinh thể,khi tinh thể bị nén thì tạo ra hiệu điện thế giữa hai mặt tinh thể. Khi chúng ta đặt một điện trường vào tinh thể áp điện, tinh thể bị biến dạng. Hiện tượng đó gọi là hiện tượng áp điện.Sự biến dạng khoảng 0.01 A0 đến vài micromet. Do đó giúp cho mẫu và tip cách nhau khoảng 1 A0. Electric Field Pizos The tip
Típ được gắn vào 3 tinh thể gốm áp điện và có thể dịch chuyển theo 3 phương x,y, z khi có điện trường đặt và gốm áp điện này. Dòng tunnel phụ thuộc vào khoảng cách giữa tip – mẫu và cấu trúc đi ện tử của mẫu dưới đầu dò, như vậy hình ảnh tạo được do giá trị dòng xuyên hầm tạo nên theo phương x,y, điểm nhô cao dòng I lớn ảnh sáng, điểm lõm dòng I nhỏ sáng yếu. I = (Vi / d ) exp( − CdΦ 1/ 2 ) C = 10,25( eV ) nm −1 1/ 2 d = 0,5nm
Ñeå ghi hình aûnh tip (hoaëc maãu) seõ chuyeån ñoäng coøn maãu (hoaëc tip) ñöùng yeân, luùc ñoù doøng ñieän xuyeân haàm seõï thay ñoåi (do D thay ñoåi) tuyø thuoäc vaøo ñòa hình cao thaáp cuûa beà maët maãu hoaëc traïng thaùi ñieän töû cuûa beà maët maãu.
1.Chế độ hoạt động dòng không đổi. Dòng xuyên hầm được giữ không đổi qua hệ thống điều khiển phản hồi Feedback. Trong chế độ này tạo hình ảnh bề mặt qua sự thay đổi độ cao z của đầu dò. Sử dụng ở phạm vi quét lớn hơn 100 Å để đo địa hình bề mặt. 2.Chế độ chiều cao không đổi. Lúc này mạch phản hồi không hoạt động, vị trí z của tip được giữ không đổi, hình ảnh tạo được là do biến thiên của dòng tunnel. S ử dụng cho phạm vi quét nhỏ hơn 100 Å.
CẤU TẠO