物理与文化物理与文化物理与文化 (36).pdf

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1、第六讲 微观世界及其探索126.6 探索微观世界的现代技术3 电子显微镜（电子显微镜（EM）扫描隧道显微镜（扫描隧道显微镜（STM)原子力显微镜（原子力显微镜（AFM)4 电子显微镜电子显微镜 显微镜的最小分辨距离显微镜的最小分辨距离 人眼分辨本领：人眼分辨本领：0.2毫米毫米 一般光学显微镜的放大率可达到上千倍一般光学显微镜的放大率可达到上千倍 可见光波长可见光波长400700 nm0.61sindN5 电子波长电子波长1.50()2ehnmUemU放大倍数：几百万倍放大倍数：几百万倍6扫描电镜下花粉粒扫描电镜下花粉粒大肠杆菌大肠杆菌7STM根据量子力学的隧道效应和三维扫描而设计根据量子力学

2、的隧道效应和三维扫描而设计 扫描隧道显微镜（扫描隧道显微镜（STM)Scanning Tunneling Microscope81982年，世界上第一台能直接观测到物质表面的单个年，世界上第一台能直接观测到物质表面的单个原子立体形貌的扫描隧道显微镜问世原子立体形貌的扫描隧道显微镜问世9分辨率分辨率：在水平和垂直分辨率可以分别达到在水平和垂直分辨率可以分别达到0.1nm0.1nm和和0.01nm0.01nm可直接观察到材料表面的单个原子和原子在材料可直接观察到材料表面的单个原子和原子在材料表面上的三维结构图像。表面上的三维结构图像。不足不足：不能探测深层信息，无法直接观察绝缘体。不能探测深层信息

3、，无法直接观察绝缘体。10用用STMSTM移动氙原子排出的“移动氙原子排出的“IBM”IBM”图案图案Fe原子在原子在Cu表面表面电子围栏电子围栏11 原子力显微镜原子力显微镜(AFM)Atomic Force Microscopy1986年年，宾尼宾尼博士在斯坦福大学访问期间与博士在斯坦福大学访问期间与奎特奎特教授一起教授一起又提出了能否利用原子间的力的变化来观察样品表面的原子又提出了能否利用原子间的力的变化来观察样品表面的原子形貌的设想形貌的设想。12原子力显微镜检测的是原子力显微镜检测的是针尖和样品间的力针尖和样品间的力优势：对所分析样品的导电性无要求优势：对所分析样品的导电性无要求13经典（001）面的SrTiO3处理的AFM图谢谢大家！谢谢大家！