СТМ_Рубцов (СТМ токовая спектроскопия)
Описание файла
Файл "СТМ_Рубцов" внутри архива находится в папке "СТМ токовая спектроскопия". Документ из архива "СТМ токовая спектроскопия", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "метрология, стандартизация и сертификация (мсис)" из 11 семестр (3 семестр магистратуры), которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "лабораторные работы", в предмете "метрологическое обеспечение инновационных технологий" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "СТМ_Рубцов"
Текст из документа "СТМ_Рубцов"
Московский государственный технический университет имени Н.Э.Баумана
Ж У Р Н А Л
практического занятия
«СТМ токовая спектроскопия »
Фамилия и инициалы студента _Рубцов М.А.________________________
Факультет _МТ____________ Группа 11-38__________ 2016__ учебный год
Практическое занятие «СТМ токовая спектроскопия»
-
Цель работы:
Изучение методов работы сканирующего туннельного микроскопа. Исследование процесса автоэлектронной эмиссии методом СТМ токовой спектроскопии. Получение теоретических знаний по обработке изображений, полученных методом СТМ.
Обзор методов работы СЗМ в режиме СТМ
Заполните недостающие ячейки в таблице 1.
Таблица 1
| Метод | Результат(ы) использования | Суть метода |
| СТМ Метод постоянного тока | - Истинное атомарное разрешение - Изучение токопроводящих поверхностей -Изучение рельефа поверхности | В СТМ напряжение смещения прикладывается между остроконечной проводящей иглой и проводящим образцом. Поддерживается постоянная величина тунельного тока с помощью обратной связи. При этом вертикальное смещение сканера отражает рельеф поверхности. |
| СТМ Метод постоянной высоты | - Истинное атомарное разрешение - Изучение токопроводящих поверхностей -Изучение рельефа поверхности | Сканер СТМ перемещает зонд точно в плоскости так, что изменение тока между острием зонда и поверхностью образца отражают рельеф поверхности. |
| СТМ I(V) спектроскопия | - Получение обычного изображение рельефа z(x,y) - Получение токового изображения Ii(x,y) для значение напряжения Vi - Расчет токового разностного изображения | Происходит одновременное получение объемного изображения рельефа при фиксированных значениях тока I0 и напряжения смещения V0. В любой точке изображения обратная связь разрывается и напряжение смещения проходит ряд значение Vi, при 'том записываются соответсnвующие значения тока Ii |
| СТМ I/Z спектроскопии | - Информация о z-зависимости микроскопической работы выхода поверхности - Тестирование качества | Туннельный ток It в СТМ экспоненциально затухает. Измеряется туннельный ток в зависимости от расстояния зонд-образец в каждой точке СТМ изображения |
| СТМ контактная литография | - Появление топологии на поверхности образца - Перемещение частиц материала по поверхности образца либо на зонд, либо их удаление с поверхности - Модификация поверхности - Наносборка | Подача импульсов высокой плотности или электрического тока высокой напряженности |
| СТМ импульсная токовая литография | - Испарение или расплавление поверхности образца под зондом - Перемещение частиц материала по поверхности образца либо на зонд, либо их удаление с поверхности - Модификация поверхности - Наносборка | Подача импульсов высокой плотности или электрического тока высокой напряженности |
-
Анализ явления автоэлектронной эмиссии
Проанализируйте основной закон автоэлектронной эмиссии:
Уравнение Фаулера-Нордгейма:
.
где А,В – коэффициенты; j – плотность тока автоэлектронной эмиссии; φ – потенциал работы выхода; Е – напряженность поля на острие
Напряженность электрического поля вблизи нановыступа:
где К – коэффициент усиления; V – напряжение; R – расстояние между катодом и анодом;Е0 – напряженность поля
-
Описание исследуемого образца
Опишите конструкцию образца
Подложка Cr Основная плёнка SiO2 Катализатор
Заполните таблицу 2 сведениями об исследуемой системе
Таблица 2
| Параметр | Значение |
| Работа выхода материала нановыступов φ, эВ | 4,5..4,7 |
| Расстояние между нановыступами и анодом (зондом), м | 10-8 м |
| Вид аппроксимации формы острия | Параболоид |
-
Анализ I(V) характеристики образца
Заполните таблицу 3 значениями координат точек I(V) характеристики и соответствующих им точек в осях Фаулера –Нордгейма
Таблица 3
| № | I, нA | V, мВ | lg(I/E02), АВ-2 | 1/E0, В-1 |
| 1 | 5,13 | 7,96 | -24,215 | 1,26•10-8 |
| 2 | 10,45 | 1000 | -24,456 | 1•10-8 |
Заполните недостающие ячейки таблицы 4 и рассчитайте значение коэффициента усиления K и форм-фактора
Таблица 4
| Параметр | Значение |
| В, эВ-3/2В м-1 | 7•109 |
| tgα | 7,612•107 |
| φ, эВ | 4,6 |
-
Расчет коэффициента усиления поля и форм-фактора систмы
K = 393
=3,24х1010
-
Выводы
Сформулируйте краткие выводы по работе.
Были рассмотрены все методы атомно-силовой микроскопии. Самые распространённые методы: постоянного тока и постоянной высоты. Были также рассчитаны коэффициент усиления и форм-фактор.
Отметка о защите практической работы ___________________Дата_________________
ФИО преподавателя_______________________Подпись преподавателя______________
