Rastertunnelmikroskop
Die Rastertunnelmikroskopie (STM) ist eine Möglichkeit, Atome zu betrachten. Sie wurde 1981 entwickelt. Es wurde von Gerd Binnig und Heinrich Rohrer bei IBM Zürich erfunden. Für ihre Erfindung erhielten sie 1986 den Nobelpreis für Physik. Für STM ist die gute Auflösung 0,1 nm laterale Auflösung (wie genau es Merkmale auf der Oberfläche sehen kann) und 0,01 nm Tiefenauflösung (wie genau es die Höhe von Unebenheiten auf der Oberfläche sehen kann). Das STM kann nicht nur im Vakuum, sondern auch in Luft und verschiedenen anderen Flüssigkeiten oder Gasen und bei den gängigsten Temperaturen eingesetzt werden.
Das STM basiert auf Quanten-Tunneling. Wenn eine Metallspitze sehr nahe an eine Metall- oder Halbleiteroberfläche gebracht wird, kann eine Spannung zwischen den beiden eine Elektronenströmung durch das Vakuum zwischen ihnen ermöglichen. Die Stromänderungen, wenn die Sonde über die Oberfläche fährt, machen das Bild aus. STM kann eine schwierige Sache sein, da es sehr saubere Oberflächen und scharfe Spitzen benötigt.
Bild einer Rekonstruktion auf einer Goldoberfläche.
Verfahren
Zuerst wird die Spitze sehr nahe an die zu untersuchende Sache herangeführt, etwa 4-7 Angström. Dann wird die Spitze sehr vorsichtig über das zu prüfende Objekt bewegt. Diese Stromänderung, wenn sie bewegt wird, kann gemessen werden (Modus konstante Höhe). Die Höhe der Spitze, wo sie immer den gleichen Strom hat, kann ebenfalls gemessen werden (Konstantstrommodus). Die Verwendung eines Modus mit konstanter Höhe ist schneller.
Instrumentierung
Die Teile einer STM sind: eine Abtastspitze, etwas, das die Spitze bewegt, etwas, das sie am Vibrieren hindert, und ein Computer.
Teile eines STM
Eine Nahaufnahme eines einfachen Rastertunnelmikroskop-Kopfes an der Universität von St. Andrews, der MoS2 mit einem Platin-Iridium-Stichel abtastet.
Verwandte Seiten
Literatur
- Tersoff, J.: Hamann, D. R.: Theorie des Rastertunnelmikroskops, Physical Review B 31, 1985, S. 805 - 813.
- Bardeen, J.: Der Tunnelbau aus der Sicht vieler Teilchen, Physical Review Letters 6 (2), 1961, S. 57-59.
- Chen, C.J: Origin of Atomic Resolution on Metal Surfaces in Scanning Tunneling Microscopy, Physical Review Letters 65 (4), 1990, S. 448-451
- G. Binnig, H. Rohrer, Ch. Gerber, und E. Weibel, Phys. 50, 120 - 123 (1983)
- G. Binnig, H. Rohrer, Ch. Gerber, und E. Weibel, Phys. 49, 57 - 61 (1982)
- G. Binnig, H. Rohrer, Ch. Gerber, und E. Weibel, Appl. Phys. Brief, Band 40, Ausgabe 2, S. 178-180 (1982)
- R. V. Lapshin, Feature-oriented scanning methodology for probe microscopy and nanotechnology, Nanotechnologie, Band 15, Ausgabe 9, Seiten 1135-1151, 2004
Fragen und Antworten
F: Was ist die Rastertunnelmikroskopie?
A: Die Rastertunnelmikroskopie (STM) ist eine Methode, um die Form winziger Objekte zu betrachten. Sie kann Bilder von Atomen auf einer Oberfläche machen und die Atome an verschiedene Orte bewegen.
F: Wer hat das STM erfunden?
A: Das STM wurde 1981 von Gerd Binnig und Heinrich Rohrer bei IBM in Zürich erfunden.
F: Wann haben sie es erfunden?
A: Sie haben ihn 1981 bei IBM in Zürich erfunden.
F: Was kann STM?
A: STM kann Bilder von Atomen auf einer Oberfläche machen und die Atome an verschiedene Orte bewegen.
F: Haben sie einen Preis für die Erfindung des STM erhalten?
A: Ja, sie haben 1986 den Nobelpreis für Physik für ihre Erfindung erhalten.
F: Wo haben sie diese Auszeichnung erhalten?
A: Sie haben 1986 den Nobelpreis für Physik für ihre Erfindung erhalten.
F: In welchem Jahr haben sie diesen Preis erhalten?
A: Sie erhielten den Nobelpreis für Physik für ihre Erfindung im Jahr 1986.
