基于掃描探針表面原子識別的前期實驗研究.pdf

1、如今掃描隧道顯微鏡(STM)已經(jīng)成為表面科學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相結合以便在微區(qū)表面識別原子的預研究工作，包括兩個相關實驗：超快電壓脈沖閾值實驗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展。 在第二章中，通過住一臺STM的Pt針尖上施加單個超快電樂脈沖，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>的關系，發(fā)現(xiàn)V<,th>=Aarcsinh(B/T<,p>)。結合超快電壓脈沖經(jīng)過I/V變換器后的畸變波形模擬，提出了一個場蒸發(fā)

3、原子鏈-遷移-導致石墨表面相變無定型化的模型來解釋這一正比關系。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的楊氏模量以及閾值脈沖在隧道結上產(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物理過程。 在第三章，描述了在前一章實驗過程中發(fā)現(xiàn)的單個超快電壓脈沖在石墨表面誘導的超大周期結構。這種結構在產(chǎn)生的初始

4、階段是不斷變化的，這表明脈沖誘導的超大周期結構的頂層石墨內(nèi)存在較強的應力。而在另一次實驗中發(fā)現(xiàn)的石墨解理過程中產(chǎn)生的超大周期結構是極為穩(wěn)定的，即便施加單個電壓脈沖也沒有破壞該超大周期結構。 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)試裝置的搭建與構成，并對Toroid的電子光學特性進行了研究。初步調(diào)試山Toroid的能量分辨為0.6eV，并在此