Приборы нанотехнологий

Принцип работы был рассмотрен в лекции, где излагался туннельный эффект.

СТМ позволяет изучать поверхность проводящих образцов путём измерения туннельного тока между образцом и острой иглой, подводящейся к нему на расстояние, составляющее доли нанометров.

Важной особенностью СТМ является то, что помимо измерительных функций наблюдения он может выполнять и активные исследовательские функции: осуществлять захват и перемещение отдельных атомов, проводить локальные химические реакции, манипулировать отдельными молекулами, атомами и даже квантовыми точками, собирая из них заранее заданные структуры.

При горизонтальном способе перемещения атомов по поверхности образца игла СТМ осуществляет «перекатывание» атома по поверхности.

Процесс вертикального перемещения атомов подобен работе башенного крана. Атом с помощью иглы СТМ отрывают от поверхности образца, перемещают в нужное место и затем опускают и «отцепляют», приближая остриё к поверхности и переключая напряжение на игле.

2). Атомно-силовой микроскоп.

АСМ в отличие от СТМ позволяет исследовать поверхности не только проводников, но и полупроводников и диэлектриков.

В основе работы АСМ лежит ванн-дер-ваальсовское взаимодействие между атомами заострённой иглы, подводимой к поверхности образца, и атомами поверхности.

При больших расстояниях r между остриём иглы и поверхностью образца действует сила притяжения. При малых r электронные облака атомов поверхности и острия перекрываются, что приводит к электростатическому отталкиванию. Силы притяжения и отталкивания уравновешивают друг друга при r = r ^* 0,2 нм.