Отображение Работы Выхода

Спектроскопические измерения Локальной Высоты Барьера (ЛВБ спектроскопия) позволяет получать информацию о пространственном распределении микроскопической работы выхода поверхности, как описывается ниже.

Туннельный ток I_T в СТМ экспоненциально затухает с расстоянием зонд-образец z как

I_T ~ exp(-2kz),

где константа затухания k определяется выражением

2k = 2(2mU/h2)^1/2.

При отображении ЛВБ мы измеряем чувствительность туннельного тока к вариациям расстояния зонд-образец в каждом пикселе СТМ изображения. Получаемая по этому методу ЛВБ является так называемой видимой высотой барьера U, определяемой выражением

U= 0,95(1/I_T)² (dI_T/dz)²

Эта величина U обычно сравнивается со средней работой выхода U_av = (U_s + U_t)/2, where U_t и U_s являются работами выхода материала зонда и образца соответственно. Во многих случаях экспериментальная величина U не равна в точности U_av, но является меньшей величиной. Тем не менее, известно, что величина U близка к локальному поверхностному потенциалу (локальной работе выхода) и является хорошей мерой его.

Отображение ЛВБ получается путем поточечного измерения логарифмических изменений туннельного тока при изменении расстояния зонд-образец, т.е. наклона кривой зависимости log I от z. При проведении измерений ЛВБ расстояние зонд-образец варьируется синусоидально, например, путем приложения дополнительного переменного напряжения к сигналу обратной связи, подаваемому на z-секцию пьезосканера. Частота модуляции выбирается много большей полосы пропускания системы обратной связи СТМ.

Ссылки

1. G. Binnig and H. Rohrer: Surf. Sci. 126 (1983) 236. Rep. Prog. Phys. 55, 1165-1240 (1992).