Introducción al microscopio electrónico de efecto túnel
El microscopio electrónico de efecto túnel (STM) es un tipo de instrumento que utiliza el efecto túnel en la teoría cuántica para sondear la estructura de la superficie de la materia, utilizando el efecto túnel cuántico de los electrones entre átomos para convertir la disposición de los átomos en la superficie de la materia. en información de la imagen.
Introducción
La microscopía electrónica de transmisión es útil para observar la estructura general de una sustancia, pero es más difícil analizar la estructura de la superficie. Esto se debe a que la microscopía electrónica de transmisión consiste en electricidad de alta energía que pasa a través de la muestra para obtener información, reflejando la información interna de la sustancia de la muestra. Aunque la microscopía electrónica de barrido (SEM) puede revelar determinadas condiciones de la superficie, la llamada "superficie" analizada siempre se encuentra a una determinada profundidad porque los electrones incidentes siempre tienen una determinada cantidad de energía y penetran en el interior de la muestra, y la velocidad del trenzado. también es muy limitado. La microscopía electrónica de emisión de campo (FEM) y la microscopía iónica de campo (FIM) se pueden utilizar bien para estudios de superficie, pero las muestras deben prepararse especialmente y sólo pueden colocarse en la punta de una aguja muy fina, y las muestras deben ser capaz de soportar un campo eléctrico elevado, lo que limita el ámbito de su aplicación.
La microscopía electrónica de efecto túnel (STM) funciona según un principio completamente diferente. No obtiene información sobre el material de la muestra mediante la acción de un haz de electrones sobre la muestra (por ejemplo, microscopios electrónicos de transmisión y barrido), ni estudia el material de la muestra mediante la formación de imágenes mediante la formación de una corriente emitida (por ejemplo, emisión de electrones de campo). microscopios) por medio de un alto campo eléctrico que da a los electrones de la muestra más energía que el trabajo de desprendimiento, pero sondeando una corriente túnel en la superficie de la muestra, que puede usarse para obtener imágenes de la superficie. Es mediante la detección de la corriente de túnel en la superficie de la muestra para obtener imágenes, a fin de estudiar la superficie de la muestra.
Principio
El microscopio de efecto túnel es un nuevo tipo de microscopio que puede distinguir la morfología de la superficie de un sólido detectando las corrientes de efecto túnel de los electrones en los átomos de la superficie del sólido según el principio del efecto túnel de la mecánica cuántica.
Debido al efecto túnel de los electrones, los electrones del metal no están completamente confinados dentro del límite de la superficie, es decir, la densidad de los electrones no cae repentinamente a cero en el límite de la superficie, sino que decae exponencialmente fuera de la superficie; la longitud de desintegración es de aproximadamente 1 nm, que es la medida del escape del electrón de la barrera de potencial superficial. Si dos metales están cerca uno del otro, sus nubes de electrones pueden superponerse; Si se aplica un pequeño voltaje entre los dos metales, entonces se puede observar una corriente (llamada corriente de túnel) entre ellos.
