适用于针尖增强拉曼技术的Au针尖的研制

采用针尖增强拉曼光谱技术(TERS)研究了刻蚀电位对Au针尖刻蚀效果的影响,初步探讨了刻蚀过程的机理.通过监控刻蚀过程中的振荡电流-时间曲线并与扫描电镜得到的结果比较,发现可以直接利用电流-时间曲线简单地判断刻蚀后针尖的可能形状,而无需再借助扫描电镜进行表征.这不但提高了实验效率,而且还可以避免针尖在转移和电镜表征过程中可能引入的污染.研究结果表明,在体积比为1∶1的发烟盐酸和无水乙醇的刻蚀液中,于2.2V的电压下,结合电化学方法控制终点可以得到形状对称尖锐的针尖.这种针尖不但适合于TERS研究,而且可用作STM针尖和微纳电极并用于其它针尖增强光学技术.

一种新型扫描隧道显微镜针尖腐蚀仪的设计

针对扫描隧道显微镜的针尖腐蚀系统,提出了一种新的电路,改变了反应电流的测量机制,克服了以往腐蚀过程中电压变化的缺点,提高了针尖制作的成功率。在此基础上对比了新旧两种电路的效果,并测量了腐蚀电压,截止电流以及钨丝浸入长度对针尖质量的影响,发现反应参数的改变对针尖特征的影响是多方面的,必须均衡考虑才能提高成功率,最后,作者在合适的参数条件下观察了整个腐蚀过程,并检测了针尖的使用效果。

液膜法制备STM探针研究

本文采用液膜代替传统的电解质溶液,用电化学腐蚀法制备了STM用W探针,细致研究了电压、液膜中电解质浓度和补充滴加电解质的时间间隔的单因素实验和正交实验对探针制备成功率的影响。采用该法得到的探针针尖表面光滑,显示出极好的对称性,在较佳的条件下,曲率半径最小达到48 nm,超过了进口的商业化STM探针的水平,可以进行实际应用。

STM和ECSTM探针的制备及探针对图象的影响

本文综述了扫描隧道显微镜(STM)以及现场电化学扫描隧道显微镜(ECSTM)探针的制备方法,并对相应探针制备方法的优缺点以及探针性能对图象影响方面的进展进行了评述。

竖立在晶态金表面上的短单壁碳纳米管

合成和提纯了单壁碳纳米管(SWCNTs),用胶体将其竖直地组装在金薄膜表面上。用此组装技术制造了扫描隧道显微镜(STM)的针尖,成功地观测到了金晶粒的形貌像和高定向石墨的原子像。SWCNTs竖立在金表面上对于电学特性测量,制造场发射电子源,组装纳米电子器件,制作扫描探针显微镜(SPM)针尖等有重要意义。

扫描隧道显微镜针尖的电化学腐蚀制备方法

本文利用电化学腐蚀方法设计并搭建了一种扫描隧道显微镜(STM)针尖制备的直流腐蚀电路。电路中使用了9013三极管和LM311快速比较器,使电解池切断时间低于500ns,成功地制备了质量较高的钨针尖。

扫描隧道探针的制备研究

本文概述针尖对扫描隧道显微镜的重要性,总结制备探针的各种技术,并着重介绍电化学腐蚀制备钨和铂铱合金探针的原理及电路设计。

扫描隧道显微镜针尖制备及其影响因素的研究

利用电化学腐蚀方法制备了扫描隧道显微镜的针尖,同时对影响针尖和尖度的各种因素进行了实验研究,并分析其电化学原理。

STM碳纳米管针尖的研究

合成和提纯了单壁碳纳米管 (SWCNTs)。使用水溶胶体 ,SWCNTs被组装在钨 (W)针尖上 ,它可以用作扫描隧道显微镜 (STM)的针尖 ,得到高定向石墨 (HOPG)和金 (Au)膜表面的原子分辨像。用场发射显微镜 (FEM)研究了SWCNTs的场发射特性 ,得到了原子分辨的场发射图 ,与计算的 ( 9,9)扶手椅型的SWCNT结构相一致。研究了SWCNTs的电学特性 。

扫描隧道显微镜图像重建的研究

在扫描隧道显微镜轮廓测量过程中，探针自身的几何形状会混入测量结果中，从而造成相应的测量误差。本文提出了根据对标准样品的测量结果，反算出探针的几何形状的算法，并应用于实测图像求解出探针的几何形状。在求得探针的几何形状后，文中推导了去除探针几何形状造成的误差，对扫描隧道显微镜图像进行重建的算法，并对实测样品进行了处理。结果表明上述算法可有效地减小探针自身形状造成的测量误差。

利用下端腐蚀法制备纳米级STM探针

在深入分析电化学腐蚀原理的基础上,发现了一种提高针尖的尖锐程度的新方法,即:利用下端腐蚀方法得到了比传统的上端腐蚀方法更尖锐的针尖.通过对腐蚀电压、腐蚀溶液浓度、切断时间的研究和分析,总结出下端腐蚀法制备纳米级STM探针的最佳综合条件;并通过对前人方案的修改和完善,研制了一套自动控制切断电路装置,该电路装置可以任意设置切断条件,以此得到不同粗细的针尖;最后将据此制作的纳米级针尖成功地应用于Unisoku-STM仪器的扫描,得到了清晰、稳定的原子级分辨Bi(0001)图像.

现场STM针尖诱导Ag(111)表面局域刻蚀

本文报道用现场扫描隧道显微镜技术 (in situSTM)研究Ag( 1 1 1 )电极表面局域刻蚀。实验表明 ,STM针尖可以诱导有Iˉ特性吸附的Ag( 1 1 1 )电极在其电化学稳定区发生表面局域刻蚀 ,刻蚀的发生与程度与针尖电位、样品电位及偏压等因素有紧密关系 ,刻蚀速度在偏压最小时达最大。

用于微区阻抗测量的STM探针的制备

基于扫描隧道显微镜（scanning tunneling micmscope，STM）的新型扫描阻抗显微镜（scarming impedance microscope，SIM）可以对绝缘电介质表而的阻抗性质进行测量，但由于传统STM针尖不适用于这种模式，需要制备新型的探针。介绍了利用电化学腐蚀法制备SIM针尖的工艺，研究了制备过程中各种条件的控制对针尖质量的影响。根据实验结果，对切断时问的控制效果提出了与以往经验不同的看法。最后通过实验分析了适用于阻抗性质扫描的针尖特点，认为适用于阻抗扫描的针尖其曲率半径应在100～200nm之间，且具有小的纵横比和一级新月结构。

电化学液膜法腐蚀制备STM探针及其扫描应用

高质量的扫描探针是保证扫描隧道显微镜的超高分辨率的关键。为了制备出原子级分辨能力的探针,本文设计了新型制备扫描隧道显微镜探针装置。该装置在成功避免了传统制备方法的缺点同时,在制备可控性上有了很大的提高。基于此装置,采用电化学腐蚀的方法制备出扫描隧道显微镜探针,扫描电镜表征探针针尖显示尖端异常尖锐。应用于实际Ga As(001)表面扫描可以获得原子级分辨的扫描图,从而进一步证明了利用该新装置可以制备高质量STM探针针尖。

STM针尖诱导构筑-置换两步法制备Pt表面纳米结构

STM“Jump-to-contact”针尖诱导表面纳米构筑是目前水溶液中具有最高分辨率的一种表面纳米构筑技术.然而,一些金属因其具有较高的内聚能而难以发生针尖原子向表面的转移,限制了该技术的广泛应用.本文建立了以STM构筑-置换两步法获得不能直接利用“Jump-to-contact”原理进行构筑的金属表面纳米团簇阵列,利用STM针尖“Jump-to-contact”诱导在Au(111)表面构筑Cu纳米团簇阵列,然后通过Pt-Cu置换的方法,制备出Au(111)表面的Pt纳米团簇阵列.

石墨表面裂纹尖端的STM观察

本文采用ＳＴＭ在纳米尺度上研究了ＨＯＰＧ（高定向石墨）表面裂纹的尖端。扫描过程中，ＳＴＭ的针尖与样品的相互作用使裂尖处的空位扩散，造成裂纹扩展。裂尖前方的区域非常紊乱，很难分辨出单个的原子。但在局部区域仍存在着一定的周期性结构。紊乱区域周围的点阵结构发生了较大的晶格变形。

一种实现纳米超微定位和超微加工的新方法

介绍了一种采用双单元扫描隧道显微镜实现纳米级超微定位和超微加工的新方法．双单元扫描隧道显微镜由两个Ｚ向同轴ＳＴＭ单元上下组合而成，分别作为样品测量加工单元与参考定位单元，两者共用一个ＸＹ扫描器．参考定位单元以规则的晶格空间为参考，采用原子阵列伺服寻踪和针尖锁定到原子的技术，可以实现纳米级超微定位；

电化学方法刻蚀STM探针针尖工艺的研究

探索了电化学法刻蚀扫描隧道显微镜(STM)显微针尖的工艺条件,考察了钨丝针尖的表面状况以及整体形貌,获得了制备具有理想纵横比针尖的最佳工艺条件。当刻蚀电压为5 V,钨丝浸入深度为2 mm,刻蚀溶液浓度为2 mol·L^(-1)时,可得到具有理想纵横比的针尖。进一步以针尖的尖高、倾斜角、偏轴心、半径、锥角以及刻蚀电流平滑性为指标,考察了最佳工艺的稳定性。结果表明,最佳工艺条件下制备的钨丝针尖品质稳定,偏差小,重复性高。研究结果为我国高精度高分辨率STM工业化量产提供了数据支撑。

一种高效率的原子操纵方法

我们在恒流模式和扫描偏压不变的条件下，通过提高隧道电流成功地在Ｓｉ（１１１）７×７表面实现了原子操纵，这种方法具有较高的成功率和较快的操纵速率。其作用机理是：当偏压小于０．５Ｖ时，化学相互作用成为针尖和样品之间的主要作用；而当偏压大于０．８Ｖ时，场蒸发的影响则成为一个关键因素。

使用STM实现原子级超微定位的新方法

介绍了使用扫描隧道显微镜（ＳＴＭ），以规则的晶格作定位坐标刻度基准，采用针尖锁定到原子的技术，可以实现原子级超微定位这一新方法的原理、控制过程和简单的试验结果。