超快激光—分子束外延—扫描隧道显微镜系统的优化与几种二维原子晶体的构筑

发布时间：2024-12-21 04:58

　　扫描隧道显微镜(STM)因为可以在原子尺度上对表面电子态进行精确表征的特性,自1982年发明以来,很快就成为了一种广泛应用的表面物理化学表征工具。近三十年来,与光学手段相结合的STM技术得到了巨大的发展。一方面,将STM与光学手段相配合,可以更好地表征固体表面微观尺度的光物理和光化学过程;另一方面,传统STM所能获得的信息依赖于表面电子态的分布,是比较有限的。如果与光学方面的手段相结合,可以得到更广泛的表面物理化学信息。比如STM针尖增强电致发光,STM针尖增强拉曼等技术,通过结合光学与STM技术,大大的增加了STM的表征能力。此外,如何在原子分子尺度实现表面超快动力学过程的表征,长期以来一直是一个重要的科学问题。STM虽然具有良好的空间分辨能力,但受限于前置放大器的带宽,其时间分辨能力非常有限。通过与超快光学技术相结合,可以使STM突破前置放大器带宽的限制,真正在实空间内实现原子分子尺度分辨率的超快时间分辨。这种技术对于表征表面超快过程具有十分重要的意义。此外,自2004年单层石墨烯的发现以来,二维原子晶体材料因为其自身的新奇特性受到了越来越多的关注。相比于三维晶体材料,二维材料由于维...

【文章页数】：116 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-1.STM原理示意图

研究了分子的自组装特性及其与基底的相互作用对于材料的机理和作用。在介绍具体的工作之前，先对相关基础知道显微镜基本原理隧道显微镜简介，IBM苏黎世实验室的GerdBinnig与HeinrichRohrer发明(ScanningTunnelingMicroscope,S....

图1-2.左图：1982年人类第一张公开发表的STM原子分辨图象：Si(111)表面的7×7重构

图1-2.左图：1982年人类第一张公开发表的STM原子分辨图象：Si(111)表面的7×7重构。[2]右图：2004年发表的Si(111)的较精细的原子分辨图象[3]STM具有极高的空间分辨率，横向分辨率可达1，纵向分辨率可达0.1[4]，在这种....

图1-3一维方势垒模型图

光热显微镜（PTMS,photothermalmicroscopy）扫描原子探针显微镜（SAP,scanningatomprobemicroscopy）扫描电容显微镜（SCM,scanningcapacitancemicroscopy）扫描电化学显微镜（SECM....

图1-4.Landauer理论模型图

介绍了隧道效应。这种效应对于STM原理来说只是一种际情况要复杂很多。因为对于STM中的电子隧穿过程，数V=0的自由空间，势垒本身也较为复杂（至少不是一维方也不是单体问题而是多体问题，不是平衡态问题而是非平导的计算问题，Landauer等人在1957年发表了一个基于介....

本文编号：4018440