Сканерловчи туннелли микроскоп - Физика - Презентации

Информация о документе

Цена	3000UZS
Размер	3.4MB
Покупки	0
Дата загрузки	23 Сентябрь 2019
Расширение	pptx
Раздел	Презентации
Предмет	Физика

Сканерловчи туннелли микроскоп

Купить

Сканерловчи туннелли микроскоп

• Наноструктурани осил илишнинг идеал жараёни –зарурий ҳ қ структурани олиш ма садида бир атомни иккинчисига нисбатан қ тартиблаштиришдир. Мана шундай олни Ричард Фейнман ҳ (Richard Feynman) 1960 й. чоп этган ма оласида ёзган эди. қ Сканирловчи туннелли микроскоп(СТМ)нинг яратилиши билан бундай орзунинг ушалишига асос бўла олди. Бугунги кунда СТМ атомларни манипуляция илишнинг энг содда ва улай методи қ қ экани аён бўлиб олди. СТМнинг улайлиги шундаки, унинг қ қ ёрдамида нафа ат атомларнинг манипуляцияси, балки атомли қ сиртларнинг тасвирини олиш имкони ту илди. Шундай илиб, ғ қ сиртни кўриш имкони яратилди, текшириш зрару бўлган жой ёки объектни танлаш имкони бўлди, талаб этилган манипуляцияни яратиб унинг натижасини текшириш, зарауряит олларда назорат ҳ илиш мумкин бўлди. қ Назарий маълу

• IBM компаниясининг швейцария бўлими ходимлари Г. Бинниг (G. Binnig) ва Г. Рорер (H. Rohrer) яратган сканирловчи туннелли микроскопнинг а амиятини ба олаш жуда ийин. Улар бунинг учун ҳ ҳ қ 1986 й. Нобел мукофотига сазовор бўлишганва бугунга адар қ СТМнинг барча имкониятлари тўласича ўрганиб тугатилмаган. Барча сканирловчи зондли микроскопларнинг ўзига хослиги сканирлаш жараёнида ани ўлчамли текширилаётган сирт бўйлаб қ силжитиб турилувчи микроскопик зонднинг теширилаётган сирт билан контактда бўлишидадир (контакт дейилганда фа ат қ механик контактни тушунмаслик керак, албатта). Сканирлаш жараёни пьезокерамик манипулятор (ёки манипуляторлар системаси) билан амалга оширилади. Бундай олда зонд аторма ҳ қ атор сирнт бўйлаб кетма-кет аракатлантирилади. қ ҳ

СТМ ёрдамида атомларнинг қуйидаги тур манипуляцияларини бажариш мумкин: • Сиртдан атомларни олиб ташлаш мумкин (1-расм, а); • СТМнинг игнаси ёрдамида атомларни сиртга ўрнатиш мумкин (1- расм, б ) • Сирт бўйлаб латерал силжитиш мумкин (1-расм, в ) 1-расм. СТМ ёрдамида атомларнинг манипуляциясини тушунтириш учун олинган схематик диаграммалар: а – СТМ атомни сирт бўйлаб силжитдаи; б – атом сиртдан олиб ташланади ва СТМ игнасига олинади; в – атом СТМ игнасидан олиниб сиртга ўрнатилади.

Сканирловчи туннелли микроскоп(СТМ) ёрдамида атомларни олиб ташлашнинг асосий механизмлари уйидагича:қ • атомларнинг ўзаро таъсири; • майдон таъсирида бу латиш; ғ • электронли стимуллаштирилган десорбция. Атомларни олиб ташлаш

• СТМнинг игнаси сртдаги атомга жуда я инлаштирилса, у олда қ ҳ потенциальные ямы, соответствующие игнанинг атом абсорбция- ланган жойи амда намунанинг сиртидаги потенциал ўралар ўзаро ҳ кесишади. Бу эса улар орасидаги потенциал тўси нинг баландлигини қ пасайтиради (5.10, б расмга . қ ). Бу эса атомнинг игнада бўлиш э тимоллигини орттиради ва игна билан бирга ўз жойини тарк этиш ҳ икониятини яратади. Натижада атом игна билан бирга кетади. Бундай методика, асосан, сирт билан кучсиз бо ланган адсорбатлар учун ғ улайдир, масалан, бу ол Хе адатомларини Pt (111) ёки Ni (110) қ ҳ сиртидан кўчиришда ойдаланилади. • Адатом дейилганида намунадаги буст бутун сиртнинг энг ю ориги қ атлами да жойлашган ва ўзаро бирлашган атомлар тушунилади. қ Атомларнинг ўзаро таъсири

3-расм. Ni (110) сиртидаги Хе адатоми билан СТМ игнасининг Ван-дер-Ваальс ўзаро таъсир тасвири: а –намуна ва игна атомларининг тузилиши; б –игнадан намуна сиртидаги атомларгача бўлган масофага бо ли бўлган энергия; в – намуна сирти бўйлаб латерал кўчиш масофаларга бо ли ғ қ ғ қ бўлган энергия. Игна бўлмаган олда энергиянинг эгриликлари пунктир чизи лар билан, игна ҳ қ иштирокидаги эгриликлар эса узлуксиз чизи лар билан тасвирланган. қ

• Механизм испарения полем заключается в том, что атом ионизируется в сильном электрическом поле, а затем покидает поверхность в виде иона под действием этого же поля. Этот процесс имеет место при обеих полярностях: при приложении к игле соответствующего положительного потенциала атомы поверхности испаряются в виде отрицательных ионов, и, наоборот, в виде положительных ионов при приложении к игле отрицательного потенциала (рис. 5.4). Испарение полем начинается, когда потенциал превышает некоторое пороговое значение. • • • Рис. 5.4. Испарение полем – это процесс, симметричный по отношению к полярности прикладываемого напряжения: а – к игле приложен положительный потенциал; б – к игле приложен отрицательный потенциал • • В качестве примера на рис. 5.5 изображен вид поверхности Si (111) 7  7

• Электронно-стимулированная десорбция. Если к игле приложить отрицательный потенциал, то через туннельный промежуток на образец потечет ток электронов. Из-за очень малого сечения этого электронного пучка плотность тока при этом достигает обычно очень высоких значений. Можно было бы ожидать, что в результате произойдет локальный нагрев поверхности в области под пучком. Однако оценка показывает, что для большинства кристаллических материалов, используемых в СТМ, увеличение температуры при обычных условиях незначительно (<< 1 K) [29]. Более серьезный эффект дает прямое электронное возбуждение системы адсорбат–подложка, как это было продемонстрировано на примере атомов Н, адсорбированных на поверхности Si. • Возможность удаления атомов водорода один за другим была использована для формировани

• Агар СТМ игнаси ёрдамида атомсиртдан олинса, у олда уни айта ҳ қ сиртгда ўша жойига ёки бош а жойга та рибан ўт азиш мумкин. Бу қ қ қ имконият 5.8 расмда тасвирланган. 2-а расмда кўрсаткич билан белгиланган Si адатоми Si (111)7  7 сиртдан олинади, сўнгра 2-, б расмда + билан белгиланган жойга яна айта ўт азилади. қ қ Таъкидлаш жоизки, даставвал олинган атомни жойига ўт азиш қ атомни олишдек айталанувчан жараён деб бўлмайди, чунки қ олинган-жойидан ўз атилган атом игна бўйлаб миграцмяланиши қ ғ мумкин ва уни аввалги жойига ўт азиш мураккаблашади. Хусусан қ вольфрамли игна билан ўтказилган экспериментда Si Si (111)7  7 сиртдаги адатомларни дастлабки жойига ўт азиш э тимоллиги 20% қ ҳ атрофида ёки ундан ам кичик бўлади. Бундай атомни сиртдаги ҳ олатини назорат илиш эса янада мураккаблаша

2-расм. СТМнинг вольфрамли игнаси ёрдамида СТМнинг вольфрамли игнаси ёрдамида Si (111)7  7 сиртига адатомларни олиб ташлаш ва уларни айта ўт азиш :қ қ а – дастлабки сирт; олинадиган атом кўрсаткич билан белгиланган; б –атомлар манипуляцияси ўтказилган сўнгги сирт; атом олиб ташлангандан кейин осил бўладиган вакансия кўрсаткич ҳ билан белгиланган, айта ўт азилган атом + билан белгиланган. қ қ

• В зависимости от используемого типа взаимодействия между иглой и образцом, выделяют два режима перемещения атомов вдоль поверхности: • Перемещение под действием межатомных сил; • Перемещение под действием электростатического поля. • Перемещение под действием межатомных сил. Когда игла СТМ приближается к адатому на поверхности, между иглой и адатомом действует притяжение за счет взаимодействия Ван-дер-Ваальса. Взаимодействие возрастает с уменьшением расстояния между иглой и адатомом. В результате они наиболее слабо связанны с остальными атомами поверхности. Когда игла приближается к адатому на достаточное расстояние, то между ним и иглой возникает связь, за счет которой адатом может быть перемещен в нужное место поверхности. Это иллюстрируется на рис. 5.10 при помощи кривых потенциальной

• E’tiboringiz uchun rahmat!

Купить