TITANIUM
АСМ Раман
Модульные СЗМ
Автоматизированные СЗМ
Специализированные СЗМ
 
 

1.3 "Наблюдаемые" физические величины в СТМ

1.3.4 Измерение распределения работы выхода электронов

В пункте 1.3.2 указывалось, что по результатам измерений характеристики ток-расстояние можно вычислить среднюю работу выхода электродов, которая зависит от величины. Однако, данные измерения осуществляются в области нахождения одного электрода над поверхностью другого электрода. В СТМ существует методика, позволяющая измерять распределение работы выхода электронов по поверхности исследуемого образца. Теоретическая часть данной методики основана на следующих утверждениях.

Измерение распределения работы выхода осуществляется параллельно, с измерением рельефа поверхности в режиме   Только в этом случае, кроме изменения расстояния между образцом и зондом за счёт цепи обратной связи (ОС), образец ещё колеблется под действием вынуждающей силы по закону . Соответственно расстояние между образцом и зондом  ,причём ,  где – расстояние образец-зонд, поддерживаемое постоянным с помощью цепи ОС;  – резонансная частота колебаний пьезотрубки (рис. 1).

Рис. 1.  Энергетическая диаграмма системы МДМ в случае, когда модулируется
расстояние между образцом и зондом  .

Если прикладываемое напряжение , тогда, в соответствии с введёнными выше обозначениями, формулу (2) пункта 1.2.2 можно преобразовать к виду:

(1)
где .

Таким образом, полный ток, протекающий через туннельный промежуток в данном случае равен , где  – переменный туннельный ток. Так как значение поддерживается постоянным в процессе сканирования, то амплитуда переменного туннельного тока будет прямо пропорциональна квадратному корню из полусуммы работ выхода образца и зонда. Предполагая, что в процессе сканирования работа выхода зонда не меняется, тогда амплитуда будет зависеть только от работы выхода исследуемой поверхности.

Следует отметить, что частота  должна быть существенно больше обратной постоянной времени в интеграторе цепи обратной связи и определяется максимальной допустимой частотой сканирования.


Выводы.

  • Периодическое изменение расстояниz зонд-образец на малую величину вызывает осцилляцию туннельного тока J.
  • Используя данную методику, возможно измерить распределение работы выхода по поверхности исследуемого образца.

 

Литература.

  1. G. Binnig., H. Rohrer. Scanning tunneling microscopy // Helv. Phys. Acta. - 1982, - V. 55 726.
  2. Э. Бурштейн., С. Лундквист. Туннельные явления в твёрдых телах // М.: Мир, 1973.
  3. Е. Вольф. Принципы электронной туннельной спектроскопии.// Киев: "Наукова Думка", 1990, 454 с.

 

 
 
Copyright © 2015 - 2017, NT-MDT SI