Skanerlovchi tunnelli mikroskop

Skanerlovchi tunnelli mikroskop Nanostrukturani hosil qilishning ideal jarayoni -zaruriy strukturani olish maqsadida bir atomni ikkinchisiga nisbatan tartiblashtirishdir. Mana shunday holni Richard Feynman (Richard Feynman) 1960 y. chop etgan maqolasida yozgan edi. Skanirlovchi tunnelli mikroskop(STM)ning yaratilishi bilan bunday orzuning ushalishiga asos bo'la oldi. Bugungi kunda STM atomlarni manipulyatsiya qilishning eng sodda va qulay metodi ekani ayon bo'lib qoldi. STMningqulayligi shundaki, uning yordamida nafaqat atomlarning manipulyatsiyasi, balki atomli sirtlarning tasvirini olish imkoni tug'ildi. Shunday qilib, sirtni ko'rish imkoni yaratildi, tekshirish zraru bo'lgan joy yoki obyektni tanlash imkoni bo'ldi, talab etilgan manipulyatsiyani yaratib uning natijasini tekshirish, zarauryait hollarda nazorat qilish mumkin bo'ldi. Nazariy ma'lumotlar IBM kompaniyasining shveytsariya bo'limi xodimlari G. Binnig (G. Binnig) va G. Rorer (H. Rohrer) yaratgan skanirlovchi tunnelli mikroskopning ahamiyatini baholash juda qiyin. Ular buning uchun 1986 y. Nobel mukofotiga sazovor bo'lishganva bugunga qadar STMning barcha imkoniyatlari to'lasicha o'rganib tugatilmagan. Barcha skanirlovchi zondli mikroskoplarning o'ziga xosligi skanirlash jarayonida aniq o'lchamli tekshirilayotgan sirt bo'ylab siljitib turiluvchi mikroskopik zondning teshirilayotgan sirt bilan kontaktda bo'lishidadir (kontakt deyilganda faqat mexanik kontaktni tushunmaslik kerak, albatta). Skanirlash jarayoni pezokeramik manipulyator (yoki manipulyatorlar sistemasi) bilan amalga oshiriladi. Bunday holda zond qatorma qator sirnt bo'ylab ketma-ket harakatlantiriladi. STM yordamida atomlarning quyidagi tur manipulyatsiyalarini bajarish mumkin: Sirtdan atomlarni olib tashlash mumkin (1-rasm, a); STMning ignasi yordamida atomlarni sirtga o'rnatish mumkin (1-rasm, b) Sirt bo'ylab lateral siljitish mumkin (1-rasm, v) 1-rasm. STM yordamida atomlarning manipulyatsiyasini tushuntirish uchun olingan sxematik diagrammalar: a - STM atomni sirt bo'ylab siljitdai; b - atom sirtdan olib tashlanadi va STM ignasiga olinadi; v - atom STM ignasidan olinib sirtga o'rnatiladi. Skanirlovchi tunnelli mikroskop(STM) yordamida atomlarni olib tashlashning asosiy mexanizmlari quyidagicha: atomlarning o'zaro ta'siri; maydon ta'sirida bug'latish; elektronli stimullashtirilgan desorbtsiya. Atomlarni olib tashlash STMning ignasi srtdagi atomga juda yaqinlashtirilsa, u holda potentsialnie yami, sootvetstvuyushie ignaning atom absorbtsiya-langan joyi hamda namunaning sirtidagi potentsial o'ralar o'zaro kesishadi. Bu esa ular orasidagi potentsial to'siqning balandligini pasaytiradi (5.10, b rasmga q.). Bu esa atomning ignada bo'lish ehtimolligini orttiradi va igna bilan birga o'z joyini tark etish ikoniyatini yaratadi. Natijada atom igna bilan birga ketadi. Bunday metodika, asosan, sirt bilan kuchsiz bog'langan adsorbatlar uchun qulaydir, masalan, bu hol Xe adatomlarini Pt (11) yoki Ni (110) sirtidan ko'chirishda oydalaniladi. Adatom deyilganida namunadagi bust butun sirtning eng yuqorigi qatlami da joylashgan va o'zaro birlashgan atomlar tushuniladi. Atomlarning o'zaro ta'siri 3-rasm. Ni (110) sirtidagi Xe adatomi bilan STM ignasining Van-der-Vaals o'zaro ta'sir tasviri: a -namuna va igna atomlarining tuzilishi; b -ignadan namuna sirtidagi atomlargacha ...