TIỂU LUẬN KÍNH HIỂN VI ĐƯỜNG NGẦM QUẾT (STM)

Trường ĐHKHTN-ĐHQGTPHCM Khoa Vật Lý Bộ môn Vật Lý Ứng Dụng GVHD: TS Lê Vũ Tuấn Hùng HV: Lê Phúc Quý Trần Thị Thủy Phạm Thị Hồng Hạnh -Lịch sử - Cơ chế -Cấu tạo -Thực nghiệm -Ưu điểm – Nhược điểm -Ứng dụng Lịch sử phát triển Được phát minh Gerd Binnig Heinrich Rohrer đoạt giải Nobel vào năm 1986 Gerd Binnig Heinrich Rohrer  Nguyên tắc hoạt động chế Nguyên tắc để chế tạo STM: Dựa tượng phát xạ lạnh  II.2 Cơ chế nguyên tắc hoạt động STM: - Một đầu dò kim loại đặt gần mẫu quan sát , chúng có hiệu điện 10mV nhờ electron vượt đường ngầm   Khi electron vượt đường ngầm ngồi tạo dịng điện nhỏ đầu dị ghi lại sau chuyển máy tính ghi nhận tín hiệu dựng lại bề mặt mẫu Có hai chế hoạt động - Độ cao mẫu giử nguyên , thay đổi bề mặt mẫu thay đổi ghi theo dạng tín hịêu điện - Độ cao đầu dò thay đổi cho dòng xuyên ngầm const ghi nhận thay đổi củađầu dò  Cấu tạo    Mẫu: thường đặt chân không cao để tránh bị làm bẩn Đầu dò: gắn gốm áp điện dịch chuyển theo phương có điện trường đặt lên gốm Mũi dò: đặt sát bề mặt mẫu đến mức xuất dòng điện tử ngầm mũi dò mẫu Gắn mẫu vào giá: -Đưa bề mặt mẫu // mặt phẳng đo -Đưa mẫu lại gần đầu dò Tiến hành đo - Kiểm tra thiết đặt,kết nối, bước nhảy -Đo thử mẫu tiêu chuẩn để cân chỉnh máy -Chống rung, va đập trình đo -Chú ý biến đổi nhiệt độ trình đo Xử lý số liệu -Lấy tín hiệu -Trộn số liệu -Vẽ lại hình dạng bề mặt Bảo dưỡng máy - Chống ẩm Chống ăn mòn -Giữ cách, lau chùi vải mềm Hộp đựng giá giữ mẫu  Ưu điểm STM: STM hoạt động mơi trường chân khơng,khơng khí,dầu,nước,dung dịch dẫn điện Xác định vị trí nguyên tử bề mặt mẫu =>xác định cấu trúc mẫu Có thể sử dụng kỷ thuật khắc với độ phân giải cỡ nguyên tử cách cọ xát bề mặt mẫu dùng dòng xuyên ngầm đốt bề mặt mẫu  Nhược điểm STM:     Chỉ dùng cho mẫu dẫn điện Chi phí cao cho việc mua sắm thiết bị Thời gian thực thí nghiệm dài Đầu dị có độ bền khơng cao  Ứng dụng Các tính chất không ngờ chất siêu dẫn nhiệt độ cao dấu vết siêu dẫn diện bên chất liệu gốm chúng bị nóng lên đến nhiệt độ tới hạn, nhiệt độ mà chúng điện trở Cơng nghệ nano thiết kế, phân tích, chế tạo ứng dụng cấu trúc, thiết bị hệ thống việc điều khiển hình dáng, kích thước quy mơ nanơmét Có nhiều tiềm thơng tin kỹ thuật Thiết bị quan sát nghiên cứu nano: Kính hiển vi quét sử dụng hiệu ứng đường ngầm IBM hướng tới mục tiêu chế tạo thiết bị lưu trữ liệu đơn nguyên tử sử dụng STM đặt nguyên tử sắt hay mangan vào vị trí riêng mặt phẳng phim mỏng tính chất từ Hình ảnh tưởng tượng đơn nguyên tử sắt mặt phẳng nitride – đồng Trung tâm nghiên cứu Visualization Lab Xây dựng nguyên tử Sắt riêng lẻ bề măt kim loại đồng Scanning tunneling microscope Sắt đồng Blue Nickel Dùng dòng xuyên ngầm khắc (đốt) lớp bề mặt ... thiết bị hệ thống vi? ??c điều khiển hình dáng, kích thước quy mơ nanơmét Có nhiều tiềm thơng tin kỹ thuật Thiết bị quan sát nghiên cứu nano: Kính hiển vi quét sử dụng hiệu ứng đường ngầm IBM hướng... dò kim loại đặt gần mẫu quan sát , chúng có hiệu điện 10mV nhờ electron vượt đường ngầm   Khi electron vượt đường ngầm ngồi tạo dịng điện nhỏ đầu dị ghi lại sau chuyển máy tính ghi nhận tín... gốm Mũi dị: đặt sát bề mặt mẫu đến mức xuất dòng điện tử ngầm mũi dò mẫu   Khoảng cách đầu dò mẫu phải giữ cố định khoảng 1/100 đường kính nguyên tử (khoảng 0.002nm) Khi quét đầu dò lên vùng