Versuche

Versuch 21

Untersuchung von Festkörperoberflächen mit dem Raster-Tunnel-Mikroskop

Betreuer: Dr. habil. Michael Lorenz, Wolfram Fritzsche


Im Versuch Raster-Tunnel-Mikroskopie (STM) wird die Elektronendichteverteilung auf Festkörperoberflächen abgebildet, was unter optimalen Bedingungen das Sichtbarwerden von einzelnen Atompositionen ermöglicht. Daneben werden auch ausgedehntere Objekte wie Quantendots und Monolagen-Stufen mit Dimensionen von einigen nm dargestellt.

Die Raster-Tunnel-Mikroskopie basiert auf dem quantenmechanischen Tunneleffekt. Neben den Abbildungen der Oberflächen werden Strom-Spannungs-Kennlinien in Abhängigkeit vom Spitze-Probe Abstand sowie Strom-Abstands-Kennlinien aufgenommen. Durch Kurvenanpassung kann daraus die Barrierenhöhe der konkreten Spitze – Probe - Paarung bestimmt werden.
Methodische Aspekte umfassen die verschiedenen Scanmethoden und die piezoelektrischen Materialien, die bei der Abstandssteuerung der Spitze im sub-nm Bereich die STM-Experimente erst ermöglichen. Das Experiment vermittelt unmittelbare praktische Eindrücke bei der Anwendung dieser modernen Methode der Oberflächenphysik.


Versuchsunterlagen