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扫描隧道显微镜的工作

rdngujrhtrsd 2008-06-02 08:29:32 588  浏览
  • 1. 扫描隧道显微镜的工作原理是什么?什么是量子隧道效应? 2. 扫描隧道显微镜主要常用的有哪几种扫描模式?各有什么特点? 3. 仪器中加在针尖与样品间的偏压是起什么作用的?针尖偏压的大小对实验结果有何影响? 4. 实验中隧道电流设定的大小意味... 1. 扫描隧道显微镜的工作原理是什么?什么是量子隧道效应? 2. 扫描隧道显微镜主要常用的有哪几种扫描模式?各有什么特点? 3. 仪器中加在针尖与样品间的偏压是起什么作用的?针尖偏压的大小对实验结果有何影响? 4. 实验中隧道电流设定的大小意味着什么? 展开

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全部评论(3条)

  • yumiao2006 2013-03-20 00:00:00
    哥您是山师的吧

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  • 徐孝儒 2008-06-03 00:00:00
    扫描隧道显微镜使用电子学的方法,用一个金属针尖在在样品表面扫描。当针尖和样品表面距离很近时(1nm以下), 针尖和样品表面之间会产生电压。当针尖沿X和Y方向在样品表面扫描时,就会在针尖和样品表面diyi层电子之间产生电子隧道。该显微镜设计的沿Z字形扫描, 可保持电流的恒定。因此,针尖的移动是隧道电流的作用,并且可以反映在荧光幕上。连续的扫描可以建立起原子级分辨率的表面像。 与电子显微镜或 X线衍射技术研究生物结构相比,扫描隧道显微镜具有以下特点∶ ① 高分辨率 扫描隧道显微镜具有原子级的空间分辨率,其横向空间分辨率为 l Å,纵向分辨率达0.1 Å, ② 扫描隧道显微镜可直接探测样品的表面结构,可绘出立体三维结构图像。 ③ 扫描隧道显微镜可在真空、常压、空气、甚至溶液中探测物质的结构。由于没有高能电子束, 对表面没有破坏作用(如辐射, 热损伤等)所以能对生理状态下生物大分子和活细胞膜表面的结构进行研究,样品不会受到损伤而保持完好。 ④ 扫描隧道显微镜的扫描速度快,获取数据的时间短,成像也快,有可能开展生命过程的动力学研究。 ⑤ 不需任何透镜, 体积小,有人称之为"口袋显微镜"(pocket microscope)。

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  • 谢淑芬baby 2016-12-03 07:53:08
    扫描隧道显微镜使用电子学的方法,用一个金属针尖在在样品表面扫描。当针尖和样品表面距离很近时(1nm以下),针尖和样品表面之间会产生电压。当针尖沿X和Y方向在样品表面扫描时,就会在针尖和样品表面diyi层电子之间产生电子隧道。该显微镜设计的沿Z字形扫描,可保持电流的恒定。因此,针尖的移动是隧道电流的作用,并且可以反映在荧光幕上。连续的扫描可以建立起原子级分辨率的表面像。 与电子显微镜或 X线衍射技术研究生物结构相比,扫描隧道显微镜具有以下特点∶ ① 高分辨率 扫描隧道显微镜具有原子级的空间分辨率,其横向空间分辨率为 l Å,纵向分辨率达0.1 Å, ② 扫描隧道显微镜可直接探测样品的表面结构,可绘出立体三维结构图像。 ③ 扫描隧道显微镜可在真空、常压、空气、甚至溶液中探测物质的结构。由于没有高能电子束, 对表面没有破坏作用(如辐射, 热损伤等)所以能对生理状态下生物大分子和活细胞膜表面的结构进行研究,样品不会受到损伤而保持完好。 ④ 扫描隧道显微镜的扫描速度快,获取数据的时间短,成像也快,有可能开展生命过程的动力学研究。 ⑤ 不需任何透镜, 体积小,有人称之为"口袋显微镜"(pocket microscope)。

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扫描隧道显微镜的工作
1. 扫描隧道显微镜的工作原理是什么?什么是量子隧道效应? 2. 扫描隧道显微镜主要常用的有哪几种扫描模式?各有什么特点? 3. 仪器中加在针尖与样品间的偏压是起什么作用的?针尖偏压的大小对实验结果有何影响? 4. 实验中隧道电流设定的大小意味... 1. 扫描隧道显微镜的工作原理是什么?什么是量子隧道效应? 2. 扫描隧道显微镜主要常用的有哪几种扫描模式?各有什么特点? 3. 仪器中加在针尖与样品间的偏压是起什么作用的?针尖偏压的大小对实验结果有何影响? 4. 实验中隧道电流设定的大小意味着什么? 展开
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扫描隧道显微镜在化学中的应用

许多化学反应是在电极表面进行的,了解这些反应过程,研究反应的动力学问题是化学家们长期研究的题目。吸附物质将于表面形成吸附层,吸附层的原子分子结构,分子间相互作用是研究表面化学反应的前提与基础。在超高真空环境下,科学家们使用蒸发或升华的方法将气态分子或原子吸附在基底(一般为金属或半导体)上,再研究其结构。


在溶液中,原子分子将自动吸附于电极表面。在电位的控制下,吸附层的结构将有不同的变化。此种变化本身与反应的热力学与动力学过程有关,由此可以研究不同种类物质的相互作用及反应。电化学扫描隧道显微镜 在这一领域的研究中已有很好的成果。例如:硫酸是重要的化工原料,硫酸在活性金属表面(如铑、铂等)上的吸附一直是表面化学和催化化学中的研究热点。尽管有关硫酸吸附的研究报告已有很多,但是其在电极表面的吸附是否有序,结构如何,表面催化变化过程,硫酸根离子与溶液中水分子的相互作用,水分子在硫酸的吸附结构形成中的作用等,长期没有明确结论。


利用电化学扫描隧道显微镜,我们在溶液中原位研究了这一体系的吸附及结构变化过程。研究发现,硫酸根离子在Rh(111)以及Pt(111)等表面与水分子共同吸附,水分子与硫酸根离子通过氢键结合形成有序结构。


基于实验结果,我们提出了硫酸根离子与水分子菜吸附的理论并给出了模型。


利用电位控制表面吸附分子是电化学扫描隧道显微镜 在化学研究中的又一成功应用范例。利用此技术,可以控制表面吸附分子在材料表面的结构及位向等。例如控制分子与基底平行的取向变为与基体垂直的取向。这种取向变化完全可逆,且只受电位影响,其行为类似于原子分子开关。这一研究为原子分子器件的发展提供了新的途径。


光电反应是涉及到生物、化学、环境、电子等众多学科的一类常见的重要化学反应,利用电化学扫描隧道显微镜 可以跟踪监视光电化学反应过程,研究反应物分解与转化的微观机制,如分子吸附层结构,分子间的相互作用,分子分解,以及生成物的结构等。现已受到众多领域学者的重视。


总之,用扫描隧道显微镜 技术研究表面化学反应已获得了许多成功,并展现了极具魅力的广阔前景。在未来的研究中,肯定会有更多的实验结果问世。

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