STM装置について

質問

STMの測定にとても重要なfeedbsck設定。試料側のバイアス電圧が何V、トンネル電流の設定は何nAなどとどのように設定を決めるのですか？教えてください。

回答No.2

vortexcore

>試料は層状物質で格子間隔が小さい物です。
>数Vオーダー以上の電圧ってどのようにして
>わかるのですか？

電界蒸発がおきるのが大体数V/nm以上で、STMのトンネルギャップはnmのオーダーですから数V以上かけると危ない場合があります。

この他、ゴミを拾ったりする場合は静電的相互作用が主に効くと思いますが、この場合も経験的には数V以上かけると危ない場合が多いです。

回答No.1

vortexcore

何を測るかで千差万別です。

電圧に関しては、半導体であればギャップ以上の電圧をかけなければなりませんし、金属であればmV程度でもOKな場合もあります。また、層状物質のように表面が機械的に弱い場合や吸着系の場合は数Vオーダー以上の電圧をかけると表面が壊れたり、Tipがゴミを拾ってしまう場合もあります。（これを利用して表面の修飾をするわけですが。）

電流は低ければ低いほど、tipと表面がはなれるので表面に与える影響は小さくなりますが、もちろん空間分解能は落ちます。

試料の伝導度や表面の状態を考慮して適当に電圧を決め、ノイズに埋もれない最小の電流に設定してアプローチさせた後、スキャンしながら経験的に適当に条件を変えるのが普通でしょう。

あと蛇足ですが、トンネル電流は局所状態密度をフェルミレベルからバイアス電圧まで積分したものですから、STM像のバイアス電圧依存性をとることは重要です。

補足

ご返信ありがとうございます。
少しお聞きしたいのですが、
試料は層状物質で格子間隔が小さい物です。
数Vオーダー以上の電圧ってどのようにして
わかるのですか？
よろしくお願いいたします。