Raster-Tunnel-Mikroskopie - Fakultät für Physik

Aus diesem Grund ist es ratsam, die Spitze nach einem Verschieben des Bildbereichs
zunächst zur ‘Ruhe’ kommen zu lassen, z.B. indem man mehrmals hintereinander den gleichen
Oberflächenbereich abbildet.
• Thermische Drift:
Ursache hierfür ist die Zusammensetzung des Rohrscanners aus unterschiedlichen
Materialien mit verschiedenen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Es ist beim
Bau des RTMs darauf zu achten, daß diese bei den verwendeten Materialien so gut wie
möglich übereinstimmen, und daß bestimmte Symmetrien in der Anordnung
eingehalten werden.
7.2 Schwingungen
Schwingungen jeglicher Art können sich im RTM-Bild niederschlagen (nach [1]):
• Gebäudeschwingungen, die sich in Oszillationen von Wänden und Fußböden mit
Frequenzen zwischen 15 und 20 Hz bemerkbar machen
• Luftschall: Die Auslenkung der Luftmoleküle aus deren Ruhelage aufgrund des Schalls
liegt zwischen 10 -7 und 10 -9 m, was natürlich sehr stark von Frequenz und Amplitude der
Schallwelle abhängt (Bergmann-Schäfer, Bd.1, Mechanik, Akustik, Wärmelehre). Solche
Schwingungen können demnach auch einen beträchtlichen Einfluß auf die
Relativposition der Spitze zur Probe haben, da diese im Tunnelbereich nur wenige
Ångstroems voneinander entfernt sind.
• Irreguläre Bewegungen, wie z.B. laufende Personen steuern Frequenzen zwischen 2 und
4 Hz bei.
• Eigenfrequenzen der Tunneleinheit: Zunächst sind hier die Resonanzfrequenzen der
Tunneleinheit an sich zu beachten, die beim vorhandenen RTM zwischen 10 und 20kHz
liegen und durch bestimmte Rastergeschwindigkeiten und Tunnelabstände angeregt
werden. Die Resonanzen werden sowohl durch die Geometrie der Tunnelsektion als auch
durch die in ihr verwendeten Materialien bestimmt.
Weiterhin kann die Tunnelspitze selbst zu Oszillationen angeregt werden, je nachdem,
wie gut sie im Spitzenhalter fixiert ist. Als erste Voraussetzung für deutliche RTM-Bilder
ist peinlich genau darauf zu achten, daß das Stück Golddraht, das als Spitze dient,
wirklich fest in das Loch des Spitzenhalters eingeklemmt ist. Andernfalls kann die
Tunnelspitze während des Rastervorgangs ‘springen’, was in Abb.7.2.1 der Fall war.
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