.jpg)
Úvod
STM (Scanning Tunneling Microscopy, řádkovací tunelová mikroskopie), je metoda založená na kvantovém tunelovém jevu. Na velmi krátkých vzdálenostech dochází k tunelování elektronů ze vorku do velmi ostrého hrotu (nebo obráceně). Je výrazně odlišná od ostatních metod používaných ke zkoumání povrchů. Zásadní výhoda je v tom, že nepotřebuje uspořádanou strukturu atomů, ale dokáže sledovat i jednotlivé atomy. Nevýhoda je zejména v technické náročnosti experimentu.
Možnost tunelování částic je teoreticky známá již od zformulování základů kvantové teorie, k objevu řádkovací tunelové mikroskopie ale došlo až v osmdesátých letech minulého století. Díky vysokým nárokům na tlak zbytkové atmosféry v aparatuře (v oboru UHV) jakož i na precizní pohyb hrotu nad vzorkem (vzdálenosti řádově 10-10 m) to dříve ani nebylo možné. Na rozdí od různých druhů difrakce a spektroskopie nevyžaduje STM uspořádanou strukturu na rozsáhlé oblasti povrchu. Skutečně dokáže lokalizovat každý jednotlivý atom (nebo spíše jeho elektronový obal). Nevýhod je bohužel celá řada. Zkoumaný vzorek musí být vodivý (z nevodivého vzorku mohou elektrony také tunelovat, ale vzorek se tím nabíjí a zabraňuje tak dalšímu tunelování). Další problém je v tom, že získaná data v podobě tunelových proudů je třeba správně interpretovat.
Co zkoumáme na našem pracovišti
Skupina tenkých vrstev se zaměřuje na zkoumání povrchů křemíku, povrchy Si (001) rekonstrukce 2x1 a Si(111) rekonstrukce 7x7. Fyzikální jevy, které nás aktuálně zajímají jsou procesy při napařování různých kovů (Ag, In) na tyto povrchy. Na levém obrázku můžeme vidět povrch 2x1. Písmeny A,B,C jsou vyznačeny různé poruchy v rekonstrukci. Uprostřed je rekonstrukce 7x7, na níž byly napařeny atomy stříbra. Rekonstrukce 7x7 má velmi zajímavý povrchový potenciál, který umožňuje pohyb napařených atomů v rámci půlcely rekonstrukce (světlé trojúhelníčky jsou atomy Ag, které se pohybují mnohem rychleji než hrot. Vlastně tak vidíme pravděpodobnost výskytu atomu v daném místě a čase). Vpravo je detail jednoho atomu Ag.
Naše aparatura pro STM.
Copyright (c) 2004 KEVF. All rights reserved.