基于掃描探針表面原子識別的前期實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、如今掃描隧道顯微鏡(STM)已經(jīng)成為表面科學(xué)中一種極其重要的測量分析手段，用于對固體表面形貌的測量利費(fèi)米面附近電子態(tài)的探測，但是它無法直接識別表面原子的種類。本文介紹了將掃描探針與電子能譜技術(shù)相結(jié)合以便在微區(qū)表面識別原子的預(yù)研究工作，包括兩個(gè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)：超快電壓脈沖閾值實(shí)驗(yàn)和掃描探針俄歇譜儀(Scanning Probe Auger ElectronSpectrometel-SPAES)中鼓型電子能量分析器(Toroid)的搭建和調(diào)試。

2、 第一章介紹了基丁掃描探針的表面原子識別中的一些基本概念，STM的工作原理以及掃描探針俄歇譜儀的研究進(jìn)展。 在第二章中，通過住一臺STM的Pt針尖上施加單個(gè)超快電樂脈沖，系統(tǒng)地研究了固定針尖樣品間距下8ns-10μs脈沖寬度范同內(nèi)的單個(gè)電壓脈沖破壞石墨樣品的閾值電壓幅度V<,th>與脈寬T<,p>的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)V<,th>=Aarcsinh(B/T<,p>)。結(jié)合超快電壓脈沖經(jīng)過I/V變換器后的畸變波形模擬，提出了一個(gè)場蒸發(fā)

3、原子鏈-遷移-導(dǎo)致石墨表面相變無定型化的模型來解釋這一正比關(guān)系。利用閾值曲線的擬合參數(shù)和提山的物理模型，估算出與超快脈沖作用過程相關(guān)的一些有意義的物理量：針尖區(qū)域Pt品面的平均大小、石墨對單超快電壓脈沖所響應(yīng)的楊氏模量以及閾值脈沖在隧道結(jié)上產(chǎn)生的電流密度，從而較好地解釋了超快電樂脈沖通過Pt針尖破壞石墨表面的整個(gè)物理過程。 在第三章，描述了在前一章實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)的單個(gè)超快電壓脈沖在石墨表面誘導(dǎo)的超大周期結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)在產(chǎn)生的初始

4、階段是不斷變化的，這表明脈沖誘導(dǎo)的超大周期結(jié)構(gòu)的頂層石墨內(nèi)存在較強(qiáng)的應(yīng)力。而在另一次實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的石墨解理過程中產(chǎn)生的超大周期結(jié)構(gòu)是極為穩(wěn)定的，即便施加單個(gè)電壓脈沖也沒有破壞該超大周期結(jié)構(gòu)。 第四章，提山將STM與一種新型的幾何探測效率極高的鼓型能量分析器相結(jié)合的掃描探針俄歇譜儀(SPAES)方案。介紹了Torold調(diào)試裝置的搭建與構(gòu)成，并對Toroid的電子光學(xué)特性進(jìn)行了研究。初步調(diào)試山Toroid的能量分辨為0.6eV，并在此