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扫描隧道显微镜的使用 07300300090 胡丁力 电子科学与技术 摘要：使用NansFirst-1000型扫描隧道显微镜扫描光栅样品，并比较扫描角度、比例增益和积分增益 参数对实验结果的影响，初步分析其原因。 关键词：扫描隧道显微镜 扫描角度 积分增益 比例增益 一、实验原理 由于电子的隧道效应，金属中的电子并不完全局限于表面边界之内，即电子密度在表面以外呈指数 衰减。如果探针和待测样品互相靠得很近，它们表面的电子云就可能发生重叠。如果在两金属之间加一 微小电压V ，那就可以观察到它们之间的隧道电流J T T 式中A 为常数，s 为两金属间距离，φ为样品表面的平均势垒高度，如果 s 以1 为单位，则A=1， φ 的量级为eV，因此，当s 变化1 时，J 呈数量级变化十分灵敏。当探针在样品上扫描时，表面上小 T 到原子尺度的特征就显现为隧道电流的变化，从而扫描隧道显微镜得以被用于观察原子级的样品。 二、实验仪器 NanoFirst-1000 型 扫描隧道显微镜 上海环拓广电科技有限公司 三、实验内容及结果 1.一维光栅和二维光栅的观察 一维光栅 二维光栅 左列图：扫描范围2000nm，高度显示100nm，电流显示40nA，扫描角度108，比例增益10，积分增益10，扫描速度1hz 设置点（隧道电流）0.5nA，针尖偏压50mV 右列图：扫描范围4000nm，高度显示90nm，电流显示40na，扫描角度0，比例增益10，积分增益10，扫描速度1hz 设置点（隧道电流）0.5nA，针尖偏压50mV 2.扫描角度参数的影响 30° 108 ° 左右图：扫描范围2000nm，高度显示100nm，电流显示40nA，比例增益10，积分增益10，扫描速度1hz，设置点（隧道电流）0.5nA， 针尖偏压50mV 3.比例增益，积分增益的参数影响 第一组： 比例增益：10 比例增益：200 比例增益：2 积分增益：10 积分增益：200 积分增益：2 左列图：扫描范围2000nm，高度显示100nm，电流显示40nA，扫描角度108，扫描速度1hz，设置点（隧道电流）0.5nA，针尖偏压 50mV 中、右列图：扫描范围3000nm，高度显示100nm，电流显示40nA，扫描角度0，扫描速度1hz，设置点（隧道