利用优化差分电路制作扫描隧道显微镜针尖

扫描隧道显微镜是一种分辨率极高的表面研究仪器,针尖对其工作过程及图像质量有决定性的影响。本文针对目前针尖腐蚀成功率较低和不稳定的缺点,提出了一种新的电路。该设计改变了反应电流的测量机制,使实际反应电压在实验过程中保持稳定,同时为了得到更加尖锐的针尖,利用差分电路监控反应过程的电流变化,能够在反应结束的瞬间立刻切断电路,避免了过度反应使针尖变钝。最后,通过观察反应电压,阴极圆环位置,差分电路灵敏度以及电解液浓度对针尖质量的影响,给出了合适的反应参数,并且比较了差分电路和传统电流阈值监控法的优缺点。结果表明新电路在稳定性上有所提高,与电流阈值监控法相比,针尖质量更好,另外扫描隧道显微镜测试结果也表明针尖质量完全符合要求。     

扫描隧道显微镜钨针尖氧化层去除的化学方法

电化学腐蚀得到的扫描隧道显微镜(STM)钨针尖表面通常覆盖了一层钨的氧化膜,这层氧化膜的存在很大程度上影响了STM扫描图像质量.本实验采用氢氟酸对新制备出的钨针尖进行去氧化层处理,并通过对比两组高序热解石墨(HOPG)STM图像和金样品的扫描隧道谱来论证这种去氧化层手段的有效性.     

扫描隧道显微镜钨针尖的制备与表征

采用直流电化学刻蚀方法制备扫描隧道显微镜钨针尖,研究了电化学刻蚀过程中NaOH溶液浓度、钨丝浸入长度和刻蚀电压对针尖形貌的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)测量针尖曲率半径和针尖纵横比值,以表征针尖的尺寸和形状;通过能谱仪(EDS)分析针尖表面成分,以表征表面清洁度;通过场发射显微镜(FEM)得到Fowler-Nordheim (F-N)曲线来检测针尖发射性能。实验结果表明,当溶液浓度为2 mol/L、钨丝浸入长度为4 mm、刻蚀电压为3 V时,可以得到曲率半径约为100 nm、纵横比值为13的针尖,且表面无钨的氧化层。FEM结果显示当对针尖施加500 V的负偏压时,针尖可以稳定发射50 nA量级的电流,且针尖性能具有良好的一致性。     

针尖扫描原子力显微镜的光点跟踪设计

提出了一种用于针尖扫描原子力显微镜(AFM)的光点跟踪设计方案,结构简单,容易实现。设计方案对扫描器的负载能力要求不高,而且能使原子力显微镜实现较大范围的针尖扫描。实验结果表明,采用此光点跟踪设计方案的针尖扫描原子力显微镜能实现最大100μm×100μm范围的扫描,z方向上的误差最大1 nm,能很好地满足大样品扫描的需要。     

一种纳米分辨率近场光学显微镜：光子扫描隧道显微镜

报导了我们研制的一台光子扫描隧道显微镜。论述了原理，结构，光纤探针制造，信号放大以及调试中解决的几个技术问题等。图像的横向分辨率优于１０ｎｍ，纵向分辨率约１ｎｍ，扫描范围１０μｍ×１０μｍ。还观察了云母、高密度聚乙烯ＨＤＰＥ高取向薄膜等透明材料以及铌酸锂（ＬｉＮｂＯ３＋Ｔｉ）波导的电光效应等     

扫描隧道显微镜的新型实时图像处理系统

本文介绍了一种用于扫描隧道显微镜的实时图像处理系统。通过改变形态学运算，定义条件腐蚀、条件膨胀、开运算、闭运算、可滤除幅度大于特定值的噪声信息。选择适当的模板结构和门限阈值，这种改进的形态滤波器既保留了传统形态滤波器的优点，又克服了它的特点。     

扫描隧道显微镜中的扫描驱动器

概述了扫描隧道显微镜的工作原理,给出了采用压电材料的扫描控制方案及获取样品表面形貌信号的方法,介绍了系统中的ｚ扫描驱动器,ｘｙ扫描驱动器（扫描平台）及其非线性修正方法。     

STM2000扫描隧道显微镜

STM2000扫描隧道显微镜是英国VG公司产品。它除了带有高真空样品室以外还配有锁相放大器。因此它不仅能观察样品表面形貌像,而且还能观察到样品表面的原子结构像以及其相应的电子结构。 STM2000技术指标分辨率:2A 用VG公司提供的石墨解离表面垂直噪音:最大0.1A 漂移:<5A/分钟(包括压电蠕变) 扫描范围:10A×10A到1μm×1μm 步长:最小0.1A     

一种尖锐扫描隧道显微镜针尖的制备方法

采用电化学刻蚀方法来制备针尖,然后通过提拉法得到与静态刻蚀相比更尖锐的针尖。本文研究了提拉速度对针尖形貌的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)观察了针尖形貌。结果表明,当提拉速度过慢时,得到的针尖形貌与静态刻蚀相似,无明显优势;当提拉速度过快时导致钨丝尖端离开液面无法刻蚀;提拉速度为4μm/s时可以得到尖锐的针尖。     

STM碳纳米管针尖的研究

合成和提纯了单壁碳纳米管（SWCNTs)。使用水溶胶体,SWCNTs被组装在钨（W）针尖上,它可以用作扫描隧道显微镜（STM）的针尖,得到高定向石墨（HOPG）和金（Au)膜表面的原子分辨像,用场发射显微镜（FEM）研究了SWCNTs的场发射特性,得到了原子分辨的场发射图,与计算的（9,9）扶手椅型的SWCNT结构相一致,研究了SWCNTs的电学特性,观察到了负阻特性。     

STM中各种金属针尖／基底组合下的蒸发场强计算

稍前通过引入有效结合能的概念,本文作者重新建立了扫描隧道显微镜的蒸发场强公式,并计算了若干同种金属针尖与金属基底组合下的蒸发场强。本文进一步给出了更多的计算实例,特别是重点讨论了异种金属针尖与金属基底组合下的蒸发场强计算。为了确定不同针尖样品间距时的有效结合能,本文提出了一个普适函数,来描述吸附原子离金属基底不同距离时的原子势能曲线。     

扫描隧道显微镜图像重建的研究

在扫描隧道显微镜轮廓测量过程中,探针自身的几何形状会混入测量结果中,从而造成相应的测量误差。本文提出了根据对标准样品的测量结果,反算出探针的几何形状的算法,并应用于实没图像示解出探针的几何形状。在求得探针的几何形状后,文中推导了去除探针几何形状造成的误差,对扫描隧道显微镜图像进行重建的算法,并对实测样品进行了处理。结果表明上术坷有效地减少小探针自形状造成的测量误差。     

一种适用于蚊类扫描电镜样品简便快速的制备方法

本文介绍一种适合蚊类研究的扫描电镜样品制备方法.以库蚊为样品,用四氧化锇直接单固定处理,适当缩短脱水时间,改进临界点干燥前的制样程序.此方法观察效果良好,提高了样品制备质量,为蚊类扫描电镜样品制备提供了一种简易而快速的方法.     

光盘预刻槽形测量的扫描隧道显微技术

本文报道用自行设计的扫描隧道显微镜对光盘预刻槽进行测量。为观察大范围的结构,我们设计了一个新的大范围扫描头(～6μm),并成功地观察到预刻的槽形,给出了光盘预刻槽的灰度图像、三维轮廓像及剖面轮廓。为评价预刻的槽形提出了一种有效的测量手段。     

原生质体扫描电镜观察研究的一种新方法

常规方法制备原生质体扫描电镜样品容易造成原生质体变形和破裂,影响其电镜观测结果。本文工作中,通过选用适宜的固定剂对原生质体进行快速因定,然后将原生质体悬浮液滴在经过硅烷化处理而引入了胺基的玻片上,直接在玻片上进行原生质体洗涤、脱水、置换、临界点干燥、喷镀处理,避免了在制样过程中进行离心操作,从而有效地解决了原生质体变形和破裂的问题。     

扫描电子显微镜叔丁醇冷冻干燥快速制样方法的探索

该实验旨在利用扫描电子显微镜(SEM)进行植物叶片微观形态观察,探究一种叔丁醇快速制样新方法.实验以野生型拟南芥叶片为研究对象,通过预设实验步骤对其进行制样处理,结合实验过程及观察结果总结最佳实验处理条件作为新的SEM叔丁醇快速制样方法.实验结果显示,在不同的叔丁醇处理温度、时长,冰冻时间及喷金导电处理条件下,叶片表皮...     

A new role for the scanning tunnelling microscope

An STM (scanning tunnelling microscope) is a microscope which has a resolution of a few Ångströms in lateral directions and less than one Ångström in the direction perpendicular to the surface. The first successful STM was demonstrated in 1982 by G. Binning and H. Rohrer at the IBM Research Laboratory near Zürich. As a consequence, they were awarded the Nobel Prize in 1986.     

高性能TDI扫描式红外传感器读出电路研究

扫描式红外成像传感器在遥测遥感、卫星成像等远距离成像领域具有广泛的应用。为了缓解信噪比相对较低而影响图像质量的问题,提出了一种时间延时积分(TDI)型读出电路。该读出电路由电容跨阻放大器(CTIA)像素电路阵列、并行TDI电路、多路开关选择电路和输出缓冲器等组成。为实现对宽动态范围光电流的处理,CTIA电路设计有多档可选增益,且非线性度小于0.3%。该读出电路采用0.35 μm CMOS工艺设计与制造,芯片面积约为1.3 mm×20 mm,采用5 V电源时功耗小于60 mW。为了评估1024×3 TDI读出电路的功能,采用了对TDI输入端注入不同电压激励的方式进行测试,测试结果验证了所提出的设计方案。