扫描隧道显微术及其应用PDF电子书下载

第一章 绪论 3

1.1 透射电镜与扫描电镜 3

1.2 场离子显微镜 6

1.3 扫描隧道显微镜(STM) 9

1.4 STM的局限性与发展 13

第二章 隧道效应理论 16

2.1 隧道效应认识的发展历史 16

2.2 隧道电流理论 20

2.2.1 隧道效应中的I-V关系 21

2.2.2 针尖与样品表面态的处理 24

2.3 针尖-样品表面相互作用模型 26

2.3.1 隧道电流 26

2.3.2 隧道电导率 28

2.3.3 针尖的隧道激活轨道 30

2.3.4 双针尖与干涉效应 31

第三章 隧道谱和隧道谱象 35

3.1 隧道谱的概念 35

3.2 实验方式 39

3.2.1 电流-电压隧道谱 40

3.2.2 电流-间隙？性 41

3.2.3 恒电流形貌图(CCT) 41

3.2.4 电流成象隧道谱(CITS) 42

3.3 能量分辨率 43

3.4 应用实例 44

3.4.1 表面态 45

3.4.2 表面电子结构 48

3.4.3 超导特性 50

3.5 隧道谱技术中有待解决的问题 52

第四章 STM仪器 55

4.1 振动隔绝系统 55

4.2 机械设计 58

4.2.1 压电陶瓷 59

4.2.2 三维扫描控制器 62

4.2.3 针尖与样品位置粗调 64

4.2.4 在不同环境中工作的STM 66

4.3 电子学 69

4.4 隧道针尖 72

4.4.1 钨针尖的制备 73

4.4.2 铂铱合金针尖的制备 76

4.4.3 制备针尖的其他方法 80

4.5 计算机控制系统 84

4.5.1 硬件 84

4.5.2 软件 86

4.5.3 图象处理 88

第五章 在STM基础上发展起来的各种新型显微镜 91

5.1 原子力显微镜(AFM) 91

5.1.1 力传感器 92

5.1.2 AFM微悬臂弯曲的检测方式 97

5.1.3 AFM的应用 100

5.2 激光力显微镜(LFM) 105

5.3 磁力显微镜(MFM) 108

5.4 静电力显微镜(EFM) 109

5.5.1 BEEM的基本原理 111

5.5 弹道电子发射显微术(BEEM) 111

5.5.2 BEEM实验 113

5.5.3 BEEM的应用 114

5.5.4 界面的弹道空穴谱 119

5.6 扫描离子电导显微镜(SICM) 122

5.7 扫描热显微镜 124

5.8 扫描隧道电位仪(STP) 126

5.9 光子扫描隧道显微镜(PSTM) 127

5.10 扫描近场光学显微镜(SNOM) 129

第六章 金属和半导体表面的STM研究 133

6.1 金属表面 133

6.1.1 清洁金属表面的几何结构 134

6.1.2 吸附引起的表面重构 135

6.2 单质半导体表面 137

6.2.1 Si(111)-7×7表面 138

6.2.2 Si(111)-2×1表面 140

6.2.3 Si(001)表面 142

6.2.4 暴露在空气中的硅表面 144

6.2.5 锗表面 145

6.2.6 Ge-Si(111)表面 146

6.3 化合物半导体表面 147

6.3.1 GaAs(110)表面 148

6.3.2 砷富集的GaAs(001)表面 148

6.3.3 层状半导体 149

6.4 半导体表面的电荷密度波 150

7.1 金属膜及半导体硅化物的形成 158

第七章 表面吸附质的结构与表面反应 158

7.2 表面化学反应 164

7.3 在多相催化中的应用 171

7.3.1 负载于适当载体上的清洁催化剂表面形貌 172

7.3.2 观察金属原子簇化合物 176

7.3.3 吸附质／载体系统 180

第八章 STM在生命科学研究中的应用 185

8.1 STM应用于生命科学研究的优越性及其存在的问题 185

8.2 STM应用于生命科学研究时所采用的特殊技术 188

8.3 核酸的STM研究 193

8.3.1 水溶液下的DNA 193

8.3.2 大气下的DNA和RNA 194

8.3.3 真空中的DNA 195

8.3.5 经变性处理的DNA的二级结构及三级结构 197

8.3.4 DNA与蛋白质复合物：recA-DNA复合物的结构 197

8.4 蛋白质的STM研究 198

8.4.1 氨基酸和多肽 198

8.4.2 结构蛋白 199

8.4.3 功能蛋白质 200

8.5 生物膜的STM研究 202

8.6 大尺度生物样品表面形貌的STM研究 203

第九章 STM在表面微细加工中的应用 207

9.1 一般概念 207

9.2 STM对表面的直接刻写 209

9.3 电子束光刻 214

9.4 电子束诱导淀积和刻蚀 217

9.5 单原子操作 219