Hg_(0.72)Cd_(0.28)Te扫描隧道谱的模型解释

本工作利用截面扫描隧道显微镜(XSTM)研究了分子束外延生长的Hg_(0.72)Cd_(0.28)Te薄膜。扫描隧道谱(STS)测量表明,此碲镉汞材料的电流-电压(I/V)隧道谱呈现的零电流平台宽度(隧道谱表观带隙)比其实际材料带隙增大约130%,说明存在明显的针尖诱导能带弯曲(TIBB)效应。扫描隧道谱三维TIBB模型计算发现低成像偏压测量时获取的I/V隧道谱数据与理论计算结果有令人满意的一致性。然而较大成像偏压时所计算的I/V谱与实验谱线在较大正偏压区域存在一定偏离。这是目前的TIBB模型未考虑带带隧穿、缺陷辅助隧穿等碲镉汞本身的输运机制对隧道电流的影响造成的。

一种具备谱学功能的扫描隧道显微镜实验装置设计与教学应用

该文研制了一种具备谱学功能的扫描隧道显微镜实验教学装置。装置采用紧凑的对称式结构设计和高刚性材料,具有漂移小、噪声低的优点,结合减震隔音设计,能够在课堂环境下稳定实现对多种材料表面的原子分辨成像。隧道电流的一阶微分谱直接反映了样品表面的电子态密度信息,可以帮助学生理解隧道电流信号。该装置集成了锁相放大功能,可以实现隧道电流-偏压谱及其一阶微分谱的测量,拓展了扫描探针显微实验的教学内容和教学深度。

超高真空低温强磁场扫描隧道显微镜的原理及其在石墨烯量子点中的应用

扫描隧道显微镜具有原子级实空间分辨与原位电子态密度探测能力,是材料表面结构及性质表征的常用工具,特别是在近20年来以石墨烯为代表的二维材料电学性质的研究中发挥了重要作用.本文介绍了扫描隧道显微镜的基本原理以及超高真空低温强磁场扫描隧道显微镜的关键技术,并且以石墨烯量子点的特性为例,介绍了超高真空低温强磁场扫描隧道显微镜在石墨烯量子点的制备、电学性质的表征以及量子点中准束缚态在磁场作用下的演化研究中的应用.

扫描隧道显微镜(STM)纳米云纹法及相移技术研究

本文提出了应用扫描隧道显微镜(STM)纳米云纹法的测量面内位移的原理.测量中,扫描隧道显微镜的探针扫描线作为参考栅,物质原子晶格栅结构作为试件栅,由这两组栅线干涉形成云纹进行纳米级变形测量.同时,利用PZT控制载物台使试件沿栅线的垂直方向移动,来实现从0到2π的四步相移.文中对扫描隧道显微镜纳米云纹的形成原理和测量方法以及相移技术进行了详尽的讨论.并运用该方法对高纯定向裂解石墨(HOPG)的纳米级变形虚应变进行了测量研究.

功率谱估计在扫描隧道显微术中的应用

扫描隧道显微镜(简称STM)所采集到的隧道电流信号,不仅包含着表征样品的表面形貌和分子结构的有效信号,而且还隐含着整个扫描隧道显微系统的动态特性.针对STM采集的信号,运用短时傅立叶变换对其波形数据进行功率谱密度估计,对信号在频率域中的特征向量加以提取.结果表明:基于谱空间的特征向量,准确地分辨出了工频在信号中的干扰,也能有效地解释和分析STM系统的动态特性,进而认为存在一小阻尼系统对信号施以影响;此外,分析的结果可以为STM扫描过程的控制,诊断以及扫描图像的重建和解释提供有力的理论指导.

扫描隧道谱研究半导体硅掺杂

扫描隧道谱研究半导体硅掺杂吴敬文，陈浩，丁德胜，陆祖宏，韦钰（东南大学生物医学工程系南京２１００１８）集成电路的集成度正以惊人的速度每年递增，目前，器件沟道尺寸在实验室中已达到０．０７μｍ，预计在今后的几年里，０．１μｍ加工技术也将走向成熟。随着ＵＬ...

扫描隧道显微镜与隧道谱测量

本文以低维化合物系统为主要研究对象,介绍利用扫描探针显微镜进行隧道谱测量的基本原理及一些实验成果。说明隧道谱分析方法是获得费米能级附近电子能态分布情况的重要途径之一,对由于掺杂、表面吸附导致的电子能量密度的变化可以进行有效的检测。另外,关于隧道结构本身的势垒效应和能带弯曲效应的研究,对于一般性的隧道谱研究有重要参考意义。由于STS方法具有高分辨率和极好的局域性等特点,使其在研究表面局部电子能态分布方面具有难以替代的作用。

扫描隧道显微镜中的能谱分析

本文探讨了扫描隧道显微镜中的样品成分分析问题，提出了分析元素的方案。认为二极式结构的俄歇电子出现势谱具有很好的前景，本文对二极式结构的俄歇电子出现势谱的实验作了介绍，并提出了提高其性能的一些方法使它具有应用的可能。

液相外延p型碲镉汞表面区与腐蚀凹坑的不同扫描隧道谱特征

利用超高真空扫描隧道显微镜对经过溴甲醇溶液腐蚀处理的液相外延碲镉汞材料进行了表征.发现经过腐蚀处理(3%浓度,2.5 min)的样品表面出现高密度的凹坑结构,凹坑深度约几十纳米,横向尺度在几十到几百纳米之间.扫描隧道谱测量表明,腐蚀样品表面平坦区呈现较大表观带隙,需考虑针尖诱导的能带弯曲效应,而凹坑区在零偏压区的扫描隧道谱线则近似为线性变化,说明该区域包含较高的带隙态并直接参与隧穿,从而掩盖了带隙信息.

超高真空扫描隧道谱实验对碲镉汞室温带隙的直接测定

利用超高真空扫描隧道显微镜的隧道谱实验对汞空位掺杂的液相外延P型碲镉汞材料在室温条件下进行测量,发现直接的电流-电压隧道谱对带隙预言一定程度上要受到成像偏置电压的影响.但当采用了锁相放大测量技术,通过实验直接获取微分隧道谱(dI/dV)信号,并利用电流-电压谱对dI/dV作归一化处理时,最终结果则能较准确、可靠地预言材料的带隙,表明扫描隧道谱方法作为独立于光学方法之外的另一种实验表征手段对碲镉汞能带电子结构研究的适用性.

InGaAs(110)解理面的扫描隧道谱的理论诠释

本工作应用截面扫描隧道显微镜(XSTM)研究了In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP异质结构的(110)解理面.扫描隧道谱(STS)测量结果显示,InGaAs的电流-电压(I-V)隧道谱呈现与衬底InP(110)面完全不同特点.InP的I-V谱呈现的零电流平台宽度(隧道谱表观带隙)接近材料带隙,可基于平带模型解释.In_(0.53)Ga_(0.47)As的表观带隙却比其带隙(室温0.74 eV)高出约50%.这反映了针尖与InGaAs发生隧穿时的不同物理图像,需应用针尖诱导能带弯曲(TIBB)模型来解释.基于三维TIBB模型的计算,我们发现表面态密度是对隧道谱线特征具有敏感影响的参数.适当选取参数不仅能定量解释InGaAs的I-V谱的零电流平台宽度,而且能较准确预言零电流平台的起、止能量位置,并能计算给出与实验高度重合的I-V理论谱线.

4H(6H)-SiC表面重构的STM/STS研究

半导体碳化硅由于具有宽的带隙,高的导热系数以及大的电子迁移率等优点,使其成为一种在高温、高频、大功率电子器件中具有应用前景的材料。碳化硅器件的性能受表面和界面质量的影响。在高温条件下退火碳化硅表面的重构,形貌也会发生变化,导致与金属或其他材料接触的表面结构不同。因此,碳化硅器件会受到表面重构和形貌的影响。扫描隧道显微镜/扫描隧道谱(STM/STS)是一种可以在实空间获得表面重构的形貌信息以及电子结构非常有用的工具。这篇综述介绍了用STM/STS分析了4H(6H)-SiC的各种表面重构及其电子结构,旨在促进表面科学和碳化硅生长以及器件的发展和进步。

二氧化硅超薄膜的扫描隧道显微镜和扫描隧道谱研究

用超高真空热氧化方法在Si(1 1 1 )清洁衬底上生长了二氧化硅超薄膜 ,并利用超高真空扫描隧道显微镜和扫描隧道谱技术对超薄膜的表面形貌和局域电学特性进行了研究。结果显示 ,在超薄范围二氧化硅呈层状生长 ,不同层的微分电导谱所测禁带宽度差别可以达到约 3eV 。

隧道势垒对于STM／STS测量结果的影响

本文将介绍在液氦温度下关于层状化合物中电荷密度波现象的一些ＳＴＭ／ＳＴＳ研究成果。将重点讨论隧道结明显势垒的测量及其对表面形貌及能谱测量结果的影响，实验结果表明势垒高度对于测得的表面结构高度及电导率都有显著作用。文中还将讨论在异常势垒条件下实验结果中可能出现的异常现象。

空气气氛中Pt和TiO_2间强相互作用的STS和XPS研究

在氧化铟锡(ITO)导电玻璃上制备了TiO2和Pt-TiO2膜,并利用扫描隧道谱(STS)和X射线光电子能谱(XPS)技术对空气气氛中Pt与TiO2间的强相互作用进行了研究.STS研究发现,673K空气气氛中处理后,Pt-TiO2/ITO表面出现两类新的隧道电流-偏压曲线,TiO2的费米能级从导带边移向价带边,表明Pt和TiO2间发生了强相互作用.XPS结果证明,焙烧后Pt原子热扩散到TiO2晶格中并取代Ti原子形成可提供h+的缺陷,从而引起了STS谱的变化.

高精度扫描隧道显微镜对纳米碳酸钙特性的研究

用高精度IPC-205B型扫描隧道显微镜测得纳米碳酸钙的扫描隧道谱。该隧道谱表明,纳米碳酸钙具有半导体性质,与普通碳酸钙相比,其导电性能有了明显改善。由纳米碳酸钙隧道谱得出纳米碳酸钙的禁带宽度为0.4eV,比半导体硅的禁带宽度1.1eV的低。

扫描隧道显微镜及其在生命科学研究中的应用

通过对现代电子显微技术这一新型表面分析技术原理和应用的阐述，介绍了扫描隧道显微镜的基本原理，对其与电子显微镜和场离子显微镜作了比较．论述了隧道效应理论的有关概念及隧道谱的原理、实验技术和在生命科学研究中的应用．

掺杂浓度对p型砷化镓（100）表面隧道谱的影响

利用扫描隧道显微镜／扫描隧道谱研究了掺杂浓度对砷化镓（１００）抛光片真实表面电子特性的影响。在针尖样品间距一定时，ｎ型与Ｂ型砷化镓电导隙都随掺杂浓度的降低而显著增大。ｎ型砷化镓的隧道电流／电压特性曲线变化规律与ｐ型的相似但是也存在明显的差异，特别是在正向偏置时掺杂浓度对ｐ型砷化镓隧道电流的影响远比ｎ型的大。隧道谱线形状的差异可以用于定性地区分浅掺杂ｐ－ｎ结ｎ型与ｐ型半导体表面，因此ＳＴＭ／ＳＴＳ有希望成为研究ｐ－ｎ结、超晶格截面和界面特性的重要手段。

扫描隧道显微术的发展

本文简要介绍扫描遂道显微镜的基本工作原理、应用现状及其发展前景。

STM/STS在纳米结构电子态和输运性质研究中的新进展

本文介绍了扫瞄隧道显微术及扫描隧道谱(STM/STS)半导体、金属量子点及单分子电子态和电子输运性质研究的最新进展。STM具有高的空间和能量分辨率,不仅可用于表面和纳米体系的结构表征,而且可用于研究表面和纳米结构局域电子态和电子输运性质。半导体、金属量子点及单分子通常具有分立的电子能级结构。利用STM的探针空间局域的探测能力和较高的能量分辨本领,近年来有大量工作对这些低维体系的电子态进行了研究,对这些体系单体结构的电子输运性质研究获得了有趣的新结果。