ься багато більшою смуги пропускання системи зворотного зв'язку СТМ.
Рис.12. СТМ - відображення роботи виходу
СТМ - відображення щільності станів грунтується на тому, що вимірюваний в СТМ струм визначається процесами тунелювання через зазор зонд-поверхня зразка його величина залежить не тільки від висоти бар'єра, але також і від щільності електронних станів. Відповідно одержувані в СТМ зображення є не просто зображеннями рельєфу поверхні зразка, на ці зображення може сильно впливати розподіл щільності електронних станів по поверхні зразка. Визначення ЛПС може також допомогти в розрізненні хімічної природи поверхневих атомів. Метод грунтується на вимірюванні розподілу ЛПС і проводиться одночасно з отриманням СТМ зображення. У процесі сканування напруга зсуву модулюється на величину dU. Частота модуляції вибирається багато більшою смуги пропускання системи зворотного зв'язку СТМ. Результуюча модуляція тунельного струму dI вимірюється, ділиться на dU і результат представляється в якості ЛПС зображення.
Рис.13. СТМ - відображення щільності станів
Характерні величини тунельних струмів при СТМ, що реєструються в процесі вимірювань, є досить малими - аж до 0,03 НA (а зі спеціальними вимірювальними СТМ головками - до 0,01 НA), що дозволяє також дослідити погано провідні поверхні, зокрема, біологічні об'єкти. Серед недоліків СТМ можна згадати складність інтерпретації результатів вимірювань деяких поверхонь, оскільки СТМ зображення визначається не тільки рельєфом поверхні, але також і щільністю станів, величиною і знаком напруги зсуву, величиною струму. Наприклад, на поверхні високо орієнтованого пиролитического графіту (ВОПГ) можна бачити зазвичай тільки кожен другий атом. Це пов'язано зі специфікою розподілу густини станів (рис.14).
Рис. 14. атомарного дозвіл на ВОПГ
СТМ здатний формувати зображення окремих атомів на поверхнях металів, напівпровідників та інших проводять зразків шляхом сканування зразка гостроверхій голкою на висоті порядку декількох атомних діаметрів, так що між вістрям і зразком протікає тунельний струм. Перевагами є можливість отримання надвисоких (атомарних) дозволів (рис.14), недоліками - можливість роботи тільки з провідними зразками, високі вимоги до чистоти поверхні.
Режим спектроскопії (ССМ) може бути використаний не тільки в якості інструменту для отримання рельєфу поверхні, але також і для картування ряду інших характеристик і матеріальних властивостей зразка, в чесності, зарядовим щільності, адгезії і пружності, а також сил розриву зв'язків ліганд-рецептор. ССМ може бути використаний також в якості інструменту силовий спектроскопії - для вимірювань залежності сил від відстані. Для коливного кантільовери сила взаємодії зонд-поверхня може впливати також і на деякі інші характеристики - амплітуду, частоту, фазу, добротність і т.д. Відповідні залежності цих характеристик від відстані можуть також розглядатися як спектроскопічні дані.
Спектроскопічні вимірювання Локальної Висоти Бар'єру (ЛВБ спектроскопія) дозволяє отримувати інформацію про просторове розподіл мікроскопічної роботи виходу поверхні, як описується нижче. Тунельний струм в СТМекспоненціально згасає з відстанню зонд-зразок z какгде константа загасання k визначається виразом
При відображенні ЛВБ ми вимірюємо чутливість тунельного струму до варіацій відстані зонд-зразок в кожному пікселі СТМ зображення. Отримана за цим методом ЛВБ є так званою видимої висотою бар'єру U.
Ця величина U зазвичай порівнюється з середньою роботою виходу Uav=(Up + Us)/2, де Up і Us є роботами виходу матеріалу зонда і зразка відповідно. У багатьох випадках експериментальна величина U не дорівнює в точності Uav але є меншою величиною. Проте, відомо, що величина U близька до локального поверхневому потенціалу (локальної роботі виходу) і є його хорошої заходом.
СТМ - I (z) спектроскопія вимірює тунельний струм в залежності від відстані зон - зразок в кожній точці СТМ зображення. Для Uav=I eV 2k=1.025 A-IeV-I. Різка залежність I (z) допомагає визначити якість вістря зонда. Як встановлено емпірично якщо тунельний струм IT падає в два рази при Z lt; 3 A, то вістря розглядається як дуже хороше, якщо при Z lt; 10 A, то використання вістря можливо для отримання атомарного дозволу на ВОПГ. Якщо ж струм спадає в два рази при Z gt; 20 A, то зонд не може бути використаний і повинен бути замінений.
Рис. 15. СТМ - I (z) спектроскопія
СТМ - I (v) спектроскопія (or Current Imaging Tunneling Spectroscopy, CITS) припускає одночасне отримання звичайного зображення рельєфу при фіксованих значеннях струму Io і напруги зсуву Vo. У кожній точці зображення зворотний зв'язок розривається, і напруга зсуву проходить ряд значень Vi при цьому записують...
