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.

扫描隧道显微镜和与其相关的原子技术

首先介绍扫描隧道显微镜的工作原理，然后给出了扫描隧道显微技术对固体表面原子操纵的成功事例和实际应用可能，并介绍了一些国家尤其是日本对这方面研究工作的投入和支持．

技术工具对科学发展促进作用的计量研究——以扫描隧道显微镜技术为例

本文运用量化分析方法,研究扫描隧道显微镜(STM)这一具体技术向多学科知识结构以及理论界热点研究领域的动态演化特征。研究结果表明,STM技术涉及的学科领域主要属于自然科学类、工程科技类和信息科技类,各学科对该技术的反应速度和与该技术相关的研究成果量呈正相关。从与STM技术相关的科学知识结构看,STM技术产生于量子力学、固体物理、化学物理、电子物理、机械工程和控制论等学科之中,同时这项新技术的产生又催生了纳米科技、表面科学等研究领域的迅速发展。运用Citespace技术研究发现近年与STM技术相关的突变词主要有分子束外延、石墨烯和量子计算机等,与这些关键词相关的研究应是当今的热点领域。

锁定放大技术用于扫描隧道显微镜

介绍了锁定放大技术应用于扫描隧道显微镜 (STM)中调制隧道间隙而获得物质表面原子的局域势垒分布的原理 ,并给出了高定向石墨的观测结果 ,与恒电流模式下STM图像相比较 ,具有分辨率高、针尖的影响小、抗干扰性能强的特点。另外 ,根据局域势垒分布还可区分不同的原子 ,给解释STM原子图像提供了一种手段。

低温扫描隧道显微镜(LT-STM)的调试技术

本文介绍了低温扫描隧道显微镜(LT-STM)的结构特点,该设备由真空系统、低温系统、扫描和数据采集系统、电源控制系统、控制计算机等组成,该实验设备具有高性能、高精度的特点,对实验人员的实验技能要求很高。我们结合它的使用对其调试方法进行了分析、探讨和总结,其实验结果证明了这种调试方法的正确性和可行性,为今后调试同类实验设备提供了可靠的经验。

STM·IPC-205B型扫描隧道显微镜的技术与应用

扫描隧道显微镜(STM)作为纳米科技中最为有效和重要的检测加工手段之一,其应用随着纳米科技热的兴起而日益引起人们的重视。本文简述了STM·IPC-205B型机的工作原理及应用,以具体实例的STM扫描图像说明STM具有广阔的应用前景。

利用扫描隧道显微镜制造纳米级结构

在大气环境中用ＳＴＭ进行纳米级超微加工．以高定向热解石墨（ＨＯＰＧ）和金薄膜作为样品，通过在ＳＴＭ探针和样品之间施加一定的脉冲电压制造出了尺度在纳米量级的结构．还对所形成的结构特征进行了分析，总结出部分规律．

NDA分子双螺旋结构的扫描隧道显微镜(STM)观测

用自制的STM ,经高序定向热解石墨 (HOPG)对扫描组件进行定标后 ,采用展开法制样 ,在常温常压的自然条件下 ,对猪脾DNA分子进行了观测研究。得到了石墨表面清晰的原子分辩图象以及猪脾DNA分子双螺旋结构的STM形貌图。介绍了生物样品的制备方法 ,对实验结果进行了分析和讨论。

光子扫描隧道显微镜和扫描隧道显微镜联用系统的研制

报导我们研制的一套光子扫描隧道显微镜（ＰＳＴＭ）和扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）联用系统的初步实验结果。联用系统采用的基本结构为早先研制的一台ＰＳＴＭ，另外增加了一个ＳＴＭ通道，通过真空蒸镀金膜制作了既导电又导光的光纤探针，联用系统用ＳＴＭ通道隧道电流反馈控制探针高度。初步实验结果表明，ＰＳＴＭ和ＳＴＭ通道既能分别单独成像，亦能用导电导光探针实现ＰＳＴＭ和ＳＴＭ同时成像。

一种宽范围扫描隧道显微镜

给出了针对超精表面纳米形貌检测需要而研制的一种实用型宽范围扫描隧道显微镜(STM),扫描范围为40×40×10μm^3,配有一个放大倍数可调的光学显微镜帮助选择视场,可测量较大尺寸试件。实验表明,该STM所测图像清晰、使用方便、结构简单,适于产品化。

扫描隧道显微镜

“知识讲座”栏目是本期刊宣传和普及计量测试知识的重要阵地。自开办以来 ,深受广大读者的欢迎 ,并建议栏目内容要丰富多彩 ,在扩大知识面的广度和深度上要有所进步。为此 ,计划最近准备新推出若干系列知识讲座。由复旦大学组织编写的“现代大型分析测试仪器系列讲座”就是其中之一。第一篇为“扫描隧道显微镜 (STM)” ,以下分别是“透射电子显微镜 (TEM)”、“傅立叶变换红外光谱仪 (FT -IR)”、“原子力显微镜 (AFM)”等等 ,将把当今世界上大型分析测试仪器的最新知识和发展动态介绍给广大读者 ,希望引起读者关注。此外 ,为了配合上海市计量检定人员考证工作的需要 ,使计量人员能够更好地掌握“应知应会” ,在“知识讲座”栏目中将陆续刊登相关的计量基础知识。本期刊登的是“力学计量”辅导材料 ,希望能够对广大计量工作者在掌握专业知识和提高专业技能方面有所帮助。

技术革命时代与工科创新创业

20世纪初发生了以相对论与量子力学为核心的科学革命。直到现在并没有产生量级上与之相提并论的新的科学革命。后来发生的主要是以这次科学革命为基础的技术革命,包括20世纪40年代:原子能技术、火箭技术、晶体管技术及固态电子学、计算机技术;20世纪50年代:双螺旋结构DNA与分子生物学及生物技术、人工智能、光伏电池技术;20世纪60年代:集成电路技术、集成电路通用计算机、互联网技术;20世纪70年代:手机;20世纪80年代:个人电脑、扫描隧道显微镜、冷冻电镜、纳米技术;20世纪90年代:智能手机、锂离子电池;21世纪10年代:商用人工智能、商用火箭技术、商用移动互联网、各类电池大规模商用等。

扫描隧道显微镜的理论研究与应用

根据量子力学中的隧道效应,扫描隧道显微镜已研制成功,在此基础上发展形成了一系列扫描探针显微镜,并在科学研究中得到了广泛的应用。文章通过对扫描隧道显微镜的理论与应用研究的阐述,指明了它在纳米科技发展中的重要作用。

新型冲击式微位移机构在扫描隧道显微镜中的应用

冲击式微位移机构是利用压电陶瓷的冲击力使目标产生步进式微位移的一种微动机构 ,其特点是最小位移可达几纳米 ,具有实用的运动速度 ,运动范围不受限制 ,而且步距可从几纳米到几微米连续可调 ,使其可能在微米 /纳米技术中得到广泛应用 .本文提出一种由一对压电陶瓷驱动的新型冲击式微位移机构 ,介绍了该机构的工作原理 。

扫描隧道显微镜

一、引言扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Microscope,简称STM)是G. Binnig和H. Robrer等1979年发明的一种新型表面分析技术,近几年来得到了迅速发展。它能在实空间、原子尺度上研究金属和半导体表面的几何结构和电子结构,且能在真空、气体或液体中操作,其适用范围极为广泛。它在表面科学中的应用已取得了丰硕的成果。

日本应扫扫描隧道显微镜（S-M）测定超微小区硬度

日本金属材料技术研究所，近来开发和用STM技术测定微小区域硬度的新技术。其原理，由金刚石制的STM探针与试料表面接触，制成微小的压痕，根据SIM测定压痘的大小，可测定毫微米(nm=10^-9m)区的硬度。

我国扫描隧道显微技术研发取得系列重要进展

近年来，在中国科学院知识创新工程和国家自然科学基金委员会的资助下，中科院物理所陈东敏研究组致力于扫描隧道显微技术的创新和研发，在仪器自主研制方面取得了创新性研究进展。他们成功研制出具有对称式机械结构的双探针扫描隧道显微镜（STM）探头，并通过主动降噪技术大大提高了STM系统的信噪比。同时，他们通过多年努力，实现多项技术创新，成功完成了超高真空低温（变温）强磁场双探头STM与分子束外延联合系统的研发，并应用于实际科研。上述两套设备从原理到技术实施方案均有独到之处，相关内容已分别发表在美国Review of Scientific Instrument杂志上。

显微镜技术研究进展

对光学显微镜以及电子显微镜的发展进行了回顾,重点介绍了自20世纪以来显微镜技术的重大进展,并对激光共聚焦显微镜和扫描隧道显微镜进行了重点介绍。

扫描探针显微镜系列及其应用综述

扫描探针显微镜将人类带入原子世界,使人类不仅能够观察到物质表面原子的排布情况,而且能够按照人类的意图实现原子操纵.回顾了扫描探针显微镜的历史,介绍了目前国际上各种系列的扫描探针显微镜基本原理、主要特点、研究现状和最新应用情况,重点介绍了原子操纵和生命科学、信息科学领域的应用,提出了扫描探针显微镜目前的研究方向.

隧道式分子级加工技术的研究

利用已经研制出的扫描隧道显微镜研究分子级加工装置，在纳米科技中纳米加工具有很广泛的意义。本文介绍了隧道式分子级加工的基本原理及加工装置的组成。初步探讨了隧道式分子级加工的加工要求和加工特点，使人们比较透彻地理解分子级加工需要解决和完善的有关技术。