Zvýšení kontrastu zobrazeni nanostruktur v STM měřením derivace profilu povrchu pomocí lock-in techniky

Student: Keresteš Jiří
Vedoucí: Doc. RNDr. Pavel Sobotík, CSc.
Stav práce: obhájená

Abstrakt:

Technika STM je velmi perspektivní v souvislostí s rozvojem nanotechnologií. STM a nc-AFM jako jediné techniky umožňují přímou manipulaci s jednotlivými atomy a molekulami na povrchu, vytváření definovaných struktur v atomárním měřítku, a jejich následné zobrazení.

Obraz STM je vytvářen snímáním signálu souvisejícího s výškou hrotu nad povrchem. Zjednodušeně lze říci, že větší změny výšky souvisí s geometrií povrchu a polohami atomů, menší změny pak odrážejí lokální rozdíly v elektronické struktuře povrchu. Například v případě bimetalického povrchu umožňují odlišit různé atomy. Někdy jsou tyto malé rozdíly maskovány šumem zařízení. Pak je možno měřit první derivaci výškových profilů s využitím synchronní detekce, která umožňuje získat užitečný signál i z velmi zašuměného signálu. Tímto způsobem lze zvětšit vertikální citlivost STM.

Práce je zaměřena na implementaci této techniky do stávajícího experimentálního zařízení STM ve skupině tenkých vrstev a její otestování na strukturách, které jsou zde v současnosti studovány. Práce je experimentálního rázu.

Zásady pro vypracování:
1) Seznámení se s metodou synchronní detekce signálů.
2) Seznámit se s konkrétním lock-in zesilovačem firmy Femto.
3) Vestavba lock-in zesilovače do stávající STM elektroniky, otestování funkce.
4) Měření derivace profilů na čistem povrchu Si a bimetalickych nanostrukturach na povrsich Si.

Literatura:
1. Bai C.: Scanning Tunneling Microscopy and its Application, Springer Series in Surf.Sci.32, Berlin-Heidelberg, New York 1992.
2. Methods of experimental physics: Scanning tunneling microscopy, ed.by J.A.Stroscio,W.J.Kaiser, Academic Press Ltd.,1993.