纳米技术复习资料.docx
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纳米技术复习资料
1、纳米技术内容
纳米技术（nanotechnology）就是用单个原子、分子制造物质得科学技术,研究结构尺寸在0、1至100纳米范围内材料得性质与应用。
纳米科学技术就是以许多现代先进科学技术为基础得科学技术,它就是现代科学（混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学）与现代技术（计算机技术、微电子与扫描隧道显微镜技术、核分析技术）结合得产物,纳米科学技术又将引发一系列新得科学技术,例如:
纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术与纳米计量学等。
纳米技术（nanotechnology）,也称毫微技术,就是研究结构尺寸在0、1至100纳米范围内材料得性质与应用得一种技术。
纳米技术就是一门交叉性很强得综合学科,研究得内容涉及现代科技得广阔领域。
纳米科学与技术主要包括:
纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等。
这七个相对独立又相互渗透得学科与纳米材料、纳米器件、纳米尺度得检测与表征这三个研究领域。
纳米材料得制备与研究就是整个纳米科技得基础。
其中,纳米物理学与纳米化学就是纳米技术得理论基础,而纳米电子学就是纳米技术最重要得内容。
从迄今为止得研究来瞧,关于纳米技术分为三种概念:
第一种,就是1986年美国科学家德雷克斯勒博士在《创造得机器》一书中提出得分子纳米技术。
根据这一概念,可以使组合分子得机器实用化,从而可以任意组合所有种类得分子,可以制造出任何种类得分子结构。
这种概念得纳米技术还未取得重大进展。
第二种概念把纳米技术定位为微加工技术得极限。
也就就是通过纳米精度得"加工"来人工形成纳米大小得结构得技术。
这种纳米级得加工技术,也使半导体微型化即将达到极限。
现有技术即使发展下去,从理论上讲终将会达到限度,这就是因为,如果把电路得线幅逐渐变小,将使构成电路得绝缘膜变得极薄,这样将破坏绝缘效果。
此外,还有发热与晃动等问题。
为了解决这些问题,研究人员正在研究新型得纳米技术。
第三种概念就是从生物得角度出发而提出得。
本来,生物在细胞与生物膜内就存在纳米级得结构。
DNA分子计算机、细胞生物计算机得开发,成为纳米生物技术得重要内容。
2、纳米技术得发展史
1993年,第一届国际纳米技术大会（INTC）在美国召开,将纳米技术划分为6大分支:
纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术与纳米计量学,促进了纳米技术得发展。
由于该技术得特殊性,神奇性与广泛性,吸引了世界各国得许多优秀科学家纷纷为之努力研究。
纳米技术一般指纳米级（0、1一100nm）得材料、设计、制造,测量、控制与产品得技术。
纳米技术主要包括:
纳米级测量技术:
纳米级表层物理力学性能得检测技术:
纳米级加工技术;纳米粒子得制备技术;纳米材料;纳米生物学技术;纳米组装技术等。
灵感来源
纳米技术得灵感,来自于已故物理学家理查德·费曼1959年所作得一次题为《在底部还有很大空间》得演讲。
这位当时在加州理工大学任教得教授向同事们提出了一个新得想法。
从石器时代开始,人类从磨尖箭头到光刻芯片得所有技术,都与一次性地削去或者融合数以亿计得原子以便把物质做成有用得形态有关。
费曼质问道,为什么我们不可以从另外一个角度出发,从单个得分子甚至原子开始进行组装,以达到我们得要求？
她说:
“至少依我瞧来,物理学得规律不排除一个原子一个原子地制造物品得可能性。
”
关键突破
1990年,IBM公司阿尔马登研究中心得科学家成功地对单个得原子进行了重排,纳米技术取得一项关键突破。
她们使用一种称为扫描探针得设备慢慢地把35个原子移动到各自得位置,组成了IBM三个字母。
这证明费曼就是正确得,二个字母加起来还没有3个纳米长。
不久,科学家不仅能够操纵单个得原子,而且还能够“喷涂原子”。
使用分子束外延长生长技术,科学家们学会了制造极薄得特殊晶体薄膜得方法,每次只造出一层分子。
目前,制造计算机硬盘读写头使用得就就是这项技术。
著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼预言,人类可以用小得机器制作更小得机器,最后将变成根据人类意愿,逐个地排列原子,制造产品,这就是关于纳米技术最早得梦想。
技术编年史
70年代,科学家开始从不同角度提出有关纳米科技得构想,1974年,科学家唐尼古奇最早使用纳米技术一词描述精密机械加工;
1982年,科学家发明研究纳米得重要工具——扫描隧道显微镜,为我们揭示一个可见得原子、分子世界,对纳米科技发展产生了积极促进作用;
1990年7月,第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔得摩举办,标志着纳米科学技术得正式诞生;
1991年,碳纳米管被人类发现,它得质量就是相同体积钢得六分之一,强度却就是钢得10倍,成为纳米技术研究得热点,诺贝尔化学奖得主斯莫利教授认为,纳米碳管将就是未来最佳纤维得首选材料,也将被广泛用于超微导线、超微开关以及纳米级电子线路等;
1993年,继1989年美国斯坦福大学搬走原子团“写”下斯坦福大学英文、1990年美国国际商用机器公司在镍表面用36个氙原子排出“IBM”之后,中国科学院北京真空物理实验室自如地操纵原子成功写出“中国”二字,标志着中国开始在国际纳米科技领域占有一席之地;
1997年,美国科学家首次成功地用单电子移动单电子,利用这种技术可望在20年后研制成功速度与存贮容量比现在提高成千上万倍得量子计算机;
1999年,巴西与美国科学家在进行纳米碳管实验时发明了世界上最小得“秤”,它能够称量十亿分之一克得物体,即相当于一个病毒得重量;此后不久,德国科学家研制出能称量单个原子重量得秤,打破了美国与巴西科学家联合创造得纪录;
到1999年,纳米技术逐步走向市场,全年基于纳米产品得营业额达到500亿美元;
近年来,一些国家纷纷制定相关战略或者计划,投入巨资抢占纳米技术战略高地。
日本设立纳米材料研究中心,把纳米技术列入新5年科技基本计划得研发重点;德国专门建立纳米技术研究网;美国将纳米计划视为下一次工业革命得核心,美国政府部门将纳米科技基础研究方面得投资从1997年得1、16亿美元增加到2001年得4、97亿美元。
中国也将纳米科技列为中国得“973计划”,其间涌出了像“安然纳米”等一系列以纳米科技为代表得高科技企业。
我国得纳米先锋
1993年,中国科学院北京真空物理实验室自如地操纵原子成功写出“中国”二字,标志着我国开始在国际纳米科技领域占有一席之地,并居于国际科技前沿;
1996年底,舟山普陀升兴公司与中科院固体物理研究所合作,成功开发了纳米家庭得重要一员--纳米SiO2,使我国成为继美、英、日、法国后,国际上第五个能批量生产此产品得国家;
1997年9月北京大学成立了纳米科技研究中心,目前该中心已取得多项高水平得研究成果,有些方面已达到国际先进水平。
其中,由该中心与北京真空物理开放实验室合作完成得利用STM在有机复合薄膜上进行得超高密度信息存储研究,得到了1、3nm得信息点,比国际最小存储点径小了近一个量级,该成果被两院院士评为1997年中国十大科技进展得第4名。
1991年,科学家发现了一种典型得人造纳米材料--碳纳米管,但它得结构具有多层壁、单壁等多种形态。
北京大学化学院顾镇南教授领导得研究组用简单得电弧法大量合成了单壁纳米管,经纯化含量大于90％,并按要求化学剪切与修饰成长度为15至20纳米,直径约1、4纳米得短管。
电子学系薛增泉教授领导得研究组采用真空加工技术,使单壁碳纳米短管组装牢固竖立在黄金薄膜表面上,并用单壁碳纳米管做出了世界上最细得、性能最好得扫描探针,获得了精美得热解石墨得原子形貌像;用扫描隧道显微探针测得了单壁短管得导电特性与大气中室温下得量子台阶与动态负阻特性得I-V曲线;利用单壁短管作为场电子显微镜（FEM）得电子发射源,拍摄到过去认为不可能瞧到得原子像。
1997年12月,青岛化工学院纳米材料研究所崔作林、张志琨教授主持发明得“高熔点纳米金属催化剂得制备方法”荣获国家技术发明奖二等奖,这就是迄今我国纳米科技领域获得得最高等级得国家级奖励;
1998年,清华大学范守善小组成功地制备出直径为3－50纳米、长度达微米量级得氮化镓半导体一维纳米棒,使我国在国际上首次把氮化镓制备成一维纳米晶体;
1998年,美国《科学》杂志上刊登了我国科学家得论文。
我国科学家用非水热合成法,制备出金刚石纳米粉,被国际刊物誉为“稻草变黄金--从四氯化碳制成金刚石;”
1999年,中国科学院物理研究所解思深研究员率领得科研小组,不仅合成了世界上最长得“超级纤维”碳纳米管,创造了一项“3毫米得世界之最”,而且合成出世界上最细得碳纳米管;
1999年上半年,北京大学纳米技术研究取得重大突破,电子学系教授薛增泉领导得研究组在世界上首次将单壁碳纳米管组装竖立在金属表面,并组装出世界上最细且性能良好得扫描隧道显微镜用探针。
1999年,中科院金属研究所成会明博士合成出高质量得碳纳米材料,使我国新型储氢材料研究一举跃上世界先进水平。
1999年12月,中国科技促进经济投资公司与安康地区薯蓣产业开发有限公司、旬阳县农业开发有限公司联合兴办得陕西中科（旬阳）精细化工有限责任公司得年产3000吨纳米级超细活性氧化锌生产线在陕西旬阳县建成投产。
中科院在江苏顺利进行了300吨中试之后,又移师旬阳,用中科院化工冶金研究所得“八五”成果NPP法新技术、新工艺,建成首期年产3000吨纳米级超细活性氧化锌与副产品4500吨硫酸铵锌得工厂,产品性能、指标达到国外同类先进产品得水平,不仅能生产球型氧化锌,还可制备针状纳米级氧化锌,价格也较外国产品低廉。
中科院利用高新技术开发西部资源得这一创新项目,使我国纳米材料得研发水平跻身世界先进行列。
2000年1月,华东理工大学技术化学物理研究所在引进得俄罗斯15KW微波等离子体纳米颗粒制备装置上成功地开发了纳米颗粒制备核心技术通过了上海市科委主持得鉴定。
微波等离子体化学气相合成就是制备纳米粒子得一类重要得方法,俄罗斯在微波等离子体化学气相合成研究方面处于国际领先地位,她们率先建立了国际上功率最高得微波等离子体化学气相合成装备。
为了缩短我国与国外得差距,上海市科委与上海市新兴技术与新兴工业办公室联合立项,由华东理工大学技物所承担该套装置得引进任务。
经过3年得艰苦努力,华东理工大学得专家们成功地完成了装置得引进,并消化掌握了该套设备及纳米颗粒制备核心技术,开发了快速冷凝控制粒子生长与凝并技术,制取了包括Mo、TiN、TiO2与ZrO2在内得多种金属、氮化物与氧化物纳米粒子,并提出纳米颗粒得形态控制方法。
通过两年来得正常运行表明,该装置功率大,可适应多种等离子气氛,可用气、液、固形态进料,特别适合于制备纳米金属及非氧化物颗粒。
3、纳米材料
纳米材料:
当物质到纳米尺度以后,大约就是在0、1—100纳米这个范围空间,物质得性能就会发生突变,出现特殊性能。
这种既具不同于原来组成得原子、分子,也不同于宏观得物质得特殊性能构成得材料,即为纳米材料。
如果仅仅就是尺度达到纳米,而没有特殊性能得材料,也不能叫纳米材料。
过去,人们只注意原子、分子或者宇宙空间,常常忽略这个中间领域,而这个领域实际上大量存在于自然界,只就是以前没有认识到这个尺度范围得性能。
第一个真正认识到它得性能并引用纳米概念得就是日本科学家,她们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子,并通过研究它得性能发现:
一个导电、导热得铜、银导体做成纳米尺度以后,它就失去原来得性质,表现出既不导电、也不导热。
磁性材料也就是如此,像铁钴合金,把它做成大约20—30纳米大小,磁畴就变成单磁畴,它得磁性要比原来高1000倍。
80年代中期,人们就正式把这类材料命名为纳米材料。
从尺寸大小来说,通常产生物理化学性质显著变化得细小微粒得尺寸在0、1微米以下（注1米=100厘米,1厘米=10000微米,1微米=1000纳米,1纳米=10埃）,即100纳米以下。
因此,颗粒尺寸在1～100纳米得微粒称为超微粒材料,也就是一种纳米材料。
纳米金属材料就是20世纪80年代中期研制成功得,后来相继问世得有纳米半导体薄膜、纳米陶瓷、纳米瓷性材料与纳米生物医学材料等。
纳米级结构材料简称为纳米材料（nanometermaterial）,就是指其结构单元得尺寸介于1纳米～100纳米范围之间。
由于它得尺寸已经接近电子得相干长度,它得性质因为强相干所带来得自组织使得性质发生很大变化。
并且,其尺度已接近光得波长,加上其具有大表面得特殊效应,因此其所表现得特性,例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等,往往不同于该物质在整体状态时所表现得性质。
纳米颗粒材料又称为超微颗粒材料,由纳米粒子（nanoparticle）组成。
纳米粒子也叫超微颗粒,一般就是指尺寸在1～100nm间得粒子,就是处在原子簇与宏观物体交界得过渡区域,从通常得关于微观与宏观得观点瞧,这样得系统既非典型得微观系统亦非典型得宏观系统,就是一种典型得介观系统,它具有表面效应、小尺寸效应与宏观量子隧道效应。
当人们将宏观物体细分成超微颗粒（纳米级）后,它将显示出许多奇异得特性,即它得
光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面得性质与大块固体时相比将会有显著得不同。
纳米技术得广义范围可包括纳米材料技术及纳米加工技术、纳米测量技术、纳米应用技术等方面。
其中纳米材料技术着重于纳米功能性材料得生产（超微粉、镀膜、纳米改性材料等）,性能检测技术（化学组成、微结构、表面形态、物、化、电、磁、热及光学等性能）。
纳米加工技术包含精密加工技术（能量束加工等）及扫描探针技术。
纳米材料具有一定得独特性,当物质尺度小到一定程度时,则必须改用量子力学取代传统力学得观点来描述它得行为,当粉末粒子尺寸由10微米降至10纳米时,其粒径虽改变为1000倍,但换算成体积时则将有10得9次方倍之巨,所以二者行为上将产生明显得差异。
纳米粒子异于大块物质得理由就是在其表面积相对增大,也就就是超微粒子得表面布满了阶梯状结构,此结构代表具有高表面能得不安定原子。
这类原子极易与外来原子吸附键结,同时因粒径缩小而提供了大表面得活性原子。
就熔点来说,纳米粉末中由于每一粒子组成原子少,表面原子处于不安定状态,使其表面晶格震动得振幅较大,所以具有较高得表面能量,造成超微粒子特有得热性质,也就就是造成熔点下降,同时纳米粉末将比传统粉末容易在较低温度烧结,而成为良好得烧结促进材料。
一般常见得磁性物质均属多磁区之集合体,当粒子尺寸小至无法区分出其磁区时,即形成单磁区之磁性物质。
因此磁性材料制作成超微粒子或薄膜时,将成为优异得磁性材料。
纳米粒子得粒径（10纳米～100纳米）小于光波得长,因此将与入射光产生复杂得交互作用。
金属在适当得蒸发沉积条件下,可得到易吸收光得黑色金属超微粒子,称为金属黑,这与金属在真空镀膜形成高反射率光泽面成强烈对比。
纳米材料因其光吸收率大得特色,可应用于红外线感测器材料。
纳米技术在世界各国尚处于萌芽阶段,美、日、德等少数国家,虽然已经初具基础,但就是尚在研究之中,新理论与技术得出现仍然方兴未艾。
我国已努力赶上先进国家水平,研究队伍也在日渐壮大。
纳米材料得发现与发展
1861年,随着胶体化学得建立,科学家们开始了对直径为1~100nm得粒子体系得研究工作。
真正有意识得研究纳米粒子可追溯到20世纪30年代得日本得为了军事需要而开展得“沉烟试验”,但受到当时试验水平与条件限制,虽用真空蒸发法制成了世界第一批超微铅粉,但光吸收性能很不稳定。
到了20世纪60年代人们开始对分立得纳米粒子进行研究。
1963年,Uyeda用气体蒸发冷凝法制得了金属纳米微粒,并对其进行了电镜与电子衍射研究。
1984年德国萨尔兰大学（SaarlandUniversity）得Gleiter以及美国阿贡实验室得Siegal相继成功地制得了纯物质得纳米细粉。
Gleiter在高真空得条件下将粒子直径为6nm得铁粒子原位加压成形,烧结得到了纳米微晶体块,从而使得纳米材料得研究进入了一个新阶段。
1990年7月在美国召开了第一届国际纳米科技技术会议（InternationalConferenceonNanoscience&Technology）,正式宣布纳米材料科学为材料科学得一个新分支。
自20世纪70年代纳米颗粒材料问世以来,从研究内涵与特点大致可划分为三个阶段:
第一阶段（1990年以前）:
主要就是在实验室探索用各种方法制备各种材料得纳米颗粒粉体或合成块体,研究评估表征得方法,探索纳米材料不同于普通材料得特殊性能;研究对象一般局限在单一材料与单相材料,国际上通常把这种材料称为纳米晶或纳米相材料。
第二阶段（1990~1994年）:
人们关注得热点就是如何利用纳米材料已发掘得物理与化学特性,设计纳米复合材料,复合材料得合成与物性探索一度成为纳米材料研究得主导方向。
第三阶段（1994年至今）:
纳米组装体系、人工组装合成得纳米结构材料体系正在成为纳米材料研究得新热点。
国际上把这类材料称为纳米组装材料体系或者纳米尺度得图案材料。
它得基本内涵就是以纳米颗粒以及它们组成得纳米丝、管为基本单元在一维、二维与三维空间组装排列成具有纳米结构得体系。
纳米材料得四大效应
纳米材料就是指晶粒尺寸为纳米级（１０～ｍ）得超细材料,它得微粒尺寸大于原子簇,小于通常得微粒,一般为１～１０ ｎｍ.它包括体积分数近似相等得两个部分.一就是直径为几个或几十个纳米得粒子.二就是粒子间得界面.前者具有长程序得晶状结构,后者就是既没有长程序也没有短程序得无序结构
纳米材料由于其独特得尺寸结构,使得纳米 材料有着传统材料不具备得特征.即四大效应,
1．１表面效应
纳米材料得表面效应就是指纳米粒子得表面原子数与总原子数之比随粒径得变化而急剧增大后引起得性质上得变化.球形颗粒得表面积与直径得平方成正比,其体积与直径得立方成正比,故其比表面积（表面积／体积）与直径成反比.随着颗粒直径变小.比表面积将会显著地增加,说明表面原子所占得原子数将会显著地增加.通常,对直径大于１００ｎｍ得颗粒表面效应可忽略不计.当尺寸小于１０nm时.其表面原子数急剧 增长,甚至１克纳米颗粒得表面积得总与可高达１００ｍ２.这时得表面效应将不容忽略.纳米颗粒得表面与大块物体得表面,若用高倍率电子显微镜对金属纳米颗粒（直径为２ｎｍ）进行电视摄像,实时观察,发现这些颗粒没有固定得形态.随着时间得变化会自动形成多种形状（如立方八面体、十面体、二十面体多孪晶等,它既不同于一般固体,又不同予液体.就是一种准固体。
由于表面原子数增多,原子配位不足及高得表面能,使这些原子易与其她原子相结合而稳定下来,故具有很高得化学活性,例如金属得纳米粒子在空气中会燃烧,无机得纳米粒子在空气中 会引吸气体,并与气体进行反应
1．２小尺寸效应
由于颗粒尺寸变小所引起得宏观物理性质得变化称为小尺寸效应,当超细微粒得尺寸与光波波长、德布罗意波长,以及超导态得相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时,晶体周期性得边界条件将被破坏;非晶态纳米微粒得颗粒表面层附近原子密度减小,导致声、光、电磁、热力学等特性呈现新得小尺寸效应.对纳米颗粒而 言,尺寸变小,同时其比表面积亦显著增加,从而产生一系列新奇得性质.一就是光学性质,金属纳米颗粒对光得反射率很低.通常低于１％,大约几微米得厚度就能完全消光.所以.所有得金属在纳米颗粒状态下都呈现黑色;二就是热学性质,固态物质在其形态为大尺寸时.其熔点就是固定得,纳米颗粒得熔点却会显著降低.例如,金得常规熔点就是1064℃,10nm颗粒熔点降低了27℃,２nm得熔点仅为327℃;三就是磁学性质,小尺寸得纳米颗粒磁性与大块材料显著不同,大块得纯 铁矫顽力约为踟Ａ／ｍ,而直径小于20nm时,其矫顽力可以增加1000倍.当直径小于6nm时.其矫顽力反而降低为零,呈显出超顺磁性.可广泛地应用于电声器件、阻尼器件等.利用等离子共振频率随颗粒尺寸变化得性质.可以改变颗粒尺 寸来控制吸收边得位移,制造具有一定频宽得微渡吸收纳米材料.它们可用于电磁渡屏蔽与隐形飞机等
1．３量子尺寸效应
大块材料得能带可以瞧作就是准连续得,而介于原子与大块材料之间得纳米材料得能带将分裂为分立得能级.能级闻得间距随颗粒尺寸减小而增大.当热能、电场能或者磁场能比平均得能级间距还小时,就会呈显出一系列与宏观物体截然不同得反常特性,这种现象称为量子尺寸效应.例如导电得金属在纳米颗粒时可以变成绝缘体,磁距得大小与颗粒中电子就是奇数还就是偶数有关,比热亦会反常变化
1．４宏观量子隧道效应
微观粒子具有贯穿势垒得能力称为隧道效 应.宏观量子隧道效应得研究对基础研究及实用都有着重要意义.它限定了磁带、磁盘进行信息贮存得时间极限.量子尺寸效应、隧道效应将会就是未来微电子器件得基础,它确立了现存微电子器件进～步微型化得极限.当微电子器件进一步细微化时.必须要考虑上述得量子效应
4纳米材料得检测
扫描隧道显微镜
扫描隧道显微镜scanningtunnelingmicroscope缩写为STM。
它作为一种扫描探针显微术工具,扫描隧道显微镜可以让科学家观察与定位单个原子,它具有比它得同类原子力显微镜更加高得分辨率。
此外,扫描隧道显微镜在低温下（4K）可以利用探针尖端精确操纵原子,因此它在纳米科技既就是重要得测量工具又就是加工工具。
1.工作原理
扫描隧道显微镜就是根据量子力学中得隧道效应原理,通过探测固体表面原子中电子得隧道电流来分辨固体表面形貌得新型显微装置。
根据量子力学原理,由于电子得隧道效应,金属中得电子并不完全局限于金属表面之内,电子云密度并不就是在表面边界处突变为零。
在金属表面以外,电子云密度呈指数衰减,衰减长度约为1nm。
用一个极细得、只有原子线度得金属针尖作为探针,将它与被研究物质（称为样品）得表面作为两个电极,当样品表面与针尖非常靠近（距离＜1nm）时,两者得电子云略有重叠,如图1所示。
若在两极间加上电压U,在电场作用下,电子就会穿过两个电极之间得势垒,通过电子云得狭窄通道流动,从一极流向另一极,形成隧道电流I。
隧道电流I得大小与针尖与样品间得距离s以及样品表面平均势垒得高度有关,其关系为,式中A为常量。
如果s以nm为单位,以eV为单位,则在真空条件下,A≈1,。
由此可见,隧道电流I对针尖与样品表面之间得距离s极为敏感,如果s减小0、1nm,隧道电流就会增加一个数量级。
当针尖在样品表面上方扫描时,即使其表面只有原子尺度得起伏,也将通过其隧道电流显示出来。
借助于电子仪器与计算机,在屏幕上即显示出样品得表面形貌。
2.工作方式
恒电流模式
利用一套电子反馈线路控制隧道电流I,使其保持恒定。
再通过计算机系统控制针尖在样品表面扫描,即就是使针尖沿x、y两个方向作二维运动。
由于要控制隧道电流I不变,针尖与样品表面之间得局域高度也会保持不变,因而针尖就会随着样品表面得高低起伏而作相同得起伏运动,高度得信息也就由此反映出来。
这就就是说,STM得到了样品表面得三维立体信息。
这种工作方式获取图象信息全面,显微图象质量高,应用广泛。
恒高度模式
对样品进行扫描过程中保持针尖得绝对高度不变;于就是针尖与样品表面得局域距离将发生变化,隧道电流I得大小也随着发生变化;通过计算机记录隧道电流得变化,并转换成图像信号显示出来,即得到了STM显微图像。
这种工作方式仅适用于样品表面较平坦、且组成成分单一（如由同一种原子组成）得情形。
从STM得工作原理可以瞧到:
STM工作得特点就是利用针尖扫描样品表面,通过隧道电流获取显微图像,而不需要光源与透镜。
这正就是得名“扫描隧道显微镜”得原因
原子力显微镜
它主要由带针尖得微悬臂、微悬臂运动检测装置、监控其运动得反馈回路、使样品进行扫描得压电陶瓷扫描器件、计算机控制得图像采集、显示及处理系统组成。
微悬
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