Anleitung zum RTM /STM im F-Praktikum - Technische Universität ...

Scan-Generatoren
x
y
PC
z-Piezo
U
Tunnel
x-Piezo
y-Piezo
I
Tunnel
I
Re fe re nz
Prinzipieller Aufbau eines STM
Jedes STM besteht mindestens aus
• Grobpositionierung von Spitze und Probe (hier: Schrittmotor und Handbetrieb), um die
Spitze nach dem Einbau auf wenige Zehntel Millimeter der Probe anzunähern
• Feinpositionierung und Rasterung im nm-Bereich (Piezoscanner)
• Verstärker um den Tunnelstrom zu messen
Außerdem ist für erfolgreiches Abbilden eine hohe Stabilität des Tunnelübergangs sehr
wichtig (Schwingungs- und Driftfreiheit). Dazu haben Rastertunnelmikroskope meist
Kombinationen aus externer und interner Schwingungsdämpfung. Selbstverständlich werden
die Daten von einem Meßrechner erfaßt und dargestellt.
3.2. Tunnelspitzen
Als Spitzen für das STM können verschiedene Metalle zum Einsatz kommen. Sie werden in
der Regel elektrochemisch geätzt, können aber auch (wie im Falle von Platin-Legierungen)
durch Schneiden unter spitzem Winkel erzeugt werden. Ziel ist in jedem Falle eine stabile
Atomkonfiguration am Spitzenapex, die aus möglichst wenigen Atomen gebildet sein soll.
Wegen der extrem starken Abstandsabhängigkeit des Tunnelstroms muß die Nadel nicht
makroskopisch spitz sein, da jeweils nur die vorderste Spitze den Tunnelstrom trägt. Im
Praktikum werden Platin-Iridium-Spitzen verwendet, die nach einem in Anhang B
beschriebenen Verfahren hergestellt werden.