Как работает сканирующий туннельный микроскоп?

Принцип работы сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) основан на эффекте квантового туннелирования. 2

В СТМ острая металлическая игла подводится к образцу на расстояние нескольких ангстрем (0,1 нм). 4 При подаче на иглу относительно образца небольшого потенциала возникает туннельный ток. 4 Величина этого тока экспоненциально зависит от расстояния образец-игла. 4

В процессе сканирования игла движется вдоль поверхности образца, туннельный ток поддерживается стабильным за счёт действия обратной связи, и показания следящей системы меняются в зависимости от топографии поверхности. 4 Такие изменения фиксируются, и на их основе строится карта высот. 4

Другая методика предполагает движение иглы на фиксированной высоте над поверхностью образца. 4 В этом случае фиксируется изменение величины туннельного тока и на основе данной информации идёт построение топографии поверхности. 4

СТМ позволяет изучать топологию и структуру поверхности микроскопируемого образца, а также его химический состав. 2