учніше режим, в якому тунельний струм підтримується постійним (~ 1-10 нА) за рахунок роботи ланцюгів зворотного зв'язку, яка змінює положення зонда уздовж координати Z. Саме сигнал в ланцюгах зворотного зв'язку і використовують потім для побудови зображення на моніторі комп'ютера. Невелика сила струму і енергія туннелирующих електронів (~ 1 еВ) забезпечує високу схоронність структури зразка в процесі вивчення (на відміну від електронних мікроскопів високої роздільної здатності, де використовуються пучки з енергією електронів в сотні кеВ).
У найбільш сприятливих умовах дозвіл по х і у становить близько 1 А, а по з досягає 0,01 А і вище.
Додаткові можливості представляє скануюча тунельна спектроскопія (STS). В основному використовуються два методи: аналіз вольтамперних характеристик у різних точках поверхні та одержання зображення поверхні при різних напругах змішання. У першому випадку будують залежність другий похідної тунельного струму від напруги на голці, яка має вигляд спектра з характерними піками (див. рис. 2, б). Їх положення дозволяє визначати тип атома, над якими зупинена голка (тобто робити хімічний аналіз на одному атомі!), або визначати параметри зонної структури (в надпровідниках або напівпровідниках).
Існує безліч модифікацій STM, заснованих на вимірюванні термоЕРС від протікає тунельного струму, спін-поляризована STM і ін Особливо цікаві спроби зареєструвати спін-залежні явища, що визначають величину тунельного струму в функції від поляризації одного єдиного електрона в атомі на досліджуваній поверхні. Це прямий шлях до створення В«одноелектронікіВ» і В«спінтронікиВ».
Оскільки в основі принципу дії STM лежить вимірювання тунельного струму між голкою і поверхнею зразка, зразок має бути обов'язково проводять (хоча б на рівні напівпровідникового кристала). Це, звичайно, обмежує область застосування STM.
Слід також зауважити, що істинно атомне дозвіл в STM досягається лише при низьких температурах (кілька десятків К) і високому або ультрависокої вакуумі. Тепловий шум, адсорбція вологи, втягування молекул повітря в тунельний проміжок та інші ефекти істотно знижують здатність при роботі в звичайних умовах, але і в цьому випадку можна легко домогтися нанометрового дозволу.
Атомно-силова мікроскопія (Atomic Force Microscopy - AFM). При цьому методі реєструють варіації сили взаємодії кінчика голки з досліджуваної поверхнею від точки до точки (рис. 3). Голка розташована на кінці консольної балочки (кантилевера) з відомою жорсткістю (рис. 4), здатної згинатися підлогу дією невеликих Ван дер ваальсово сил, що виникають між досліджуваної поверхнею і вершиною вістря. Деформацію кантилевера реєструють по відхиленню лазерного променя, падаючого на його тильну поверхню, або за допомогою п'єзорезистивного ефекту, що виникає в самому кантилевера при згині.
В
Рис. 3 Принципи ато...
