掃描隧道顯微鏡對(duì)半導(dǎo)體表面和單分子電子學(xué)的研究.pdf

1、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文掃描隧道顯微鏡對(duì)半導(dǎo)體表面和單分子電子學(xué)的研究姓名：陳嵐申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專(zhuān)業(yè)：凝聚態(tài)物理指導(dǎo)教師：侯建國(guó)20061101我們還研究了該表面缺陷的電子態(tài)結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)比理論計(jì)算和STM形貌圖，可以認(rèn)為該缺陷為缺失了一個(gè)Ag三聚物的結(jié)果。在10V以下，dI／dV圖和形貌圖能分辨出缺陷位置，而且從dI／dV圖中我們除了可以看到缺陷的電子態(tài)分布，還可以觀察到缺陷對(duì)周?chē)娮討B(tài)的影響范圍可以達(dá)到次近鄰的Si三聚物位置。而

2、在10V以上及正偏壓部分，該缺陷在dFdV圖和形貌圖中不能被分辨，表面表現(xiàn)與完整表面一樣，理論計(jì)算也得到類(lèi)似的結(jié)果。我們認(rèn)為，在10eV以上，表面電子態(tài)為Sl態(tài)，該態(tài)為擴(kuò)展的類(lèi)自由電子態(tài)，其費(fèi)米波長(zhǎng)大于缺陷尺寸，使得在這個(gè)能量范圍內(nèi)，缺陷不能被分辨。利用針尖的特殊性來(lái)探測(cè)材料的隱藏信息，可以得到普通針尖得不到的效果，這樣的研究在目前也得到了重視。在第四章中我們除了用STM研究Au(1111表面上不同覆蓋度的cobaltphthalocy

3、anine(CoPe)分子的吸附情況外，用兩種不同的針尖對(duì)單個(gè)CoPe分子的電子態(tài)信息進(jìn)行了研究：一種是普通的w針尖，另一種是FecoatedW(Fe／W)針尖。W針尖得到的dI／dVV曲線與FeAV針尖得到的結(jié)果不同，其中Fe／W針尖觀測(cè)到在04V處有很強(qiáng)的峰，而W針尖沒(méi)有觀察到這個(gè)峰。我們模擬了這兩種針尖的電子結(jié)構(gòu)和CoPe分子的電子結(jié)構(gòu)，并由計(jì)算的電子態(tài)模擬了STS譜，與實(shí)驗(yàn)相吻合。由于Fe／W針尖的軌道與Co原子周?chē)腃原子在0

4、4eV的軌道非常匹配，使得FeAV針尖可以在dI／dVV曲線中放大這個(gè)電子態(tài)，探測(cè)到了普通w針尖不能探測(cè)到的態(tài)。該實(shí)驗(yàn)顯示了如何用不同過(guò)渡金屬制成的STM針尖來(lái)選擇性地探測(cè)單個(gè)分子的電子態(tài)，并且從理論上和實(shí)驗(yàn)上提高了對(duì)S1M實(shí)驗(yàn)結(jié)果的理解。如何調(diào)控單分子的輸運(yùn)性質(zhì)，在單個(gè)分子上實(shí)現(xiàn)諸如晶體管或開(kāi)關(guān)等器件的特性一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。以往的研究中機(jī)制通常是通過(guò)調(diào)控或改變分子某方面的性質(zhì)來(lái)單分子的輸運(yùn)性質(zhì)。在第五章的研究中，我們提出了一種新的