實(shí)驗(yàn)原理

STM是SPM家族中*基本也*重要的微納米檢測與研究工具之一。其工作原理基于微探針（針尖）與樣品之間的隧道效應(yīng)及隧道電流。當(dāng)一根十分尖銳的針尖在縱向充分逼近施加了一定偏壓的樣品表面至數(shù)納米甚至更小間距S時(shí)，針尖尖端的原子與樣品表面原子之間將產(chǎn)生隧道電流It。根據(jù)量子力學(xué)的隧道效應(yīng)理論，It與間距S之間存在負(fù)指數(shù)關(guān)系，探測隧道電流It的大小，即可檢測出間距S的大小，當(dāng)針尖在橫向掃描樣品時(shí)，即可獲得根據(jù)隧道電流的變化而獲得樣品表面的三維微納米形貌。

儀器特點(diǎn)

特有的臥式STM探頭

具有特有的臥式STM探頭設(shè)計(jì)， 降低了探頭的整體重心，消除了粗調(diào)與微調(diào)逼近機(jī)構(gòu)的垂直蠕動(dòng)； 配備USB視頻顯微監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)微探針操作與進(jìn)給過程的可視化，更好更直觀地滿足使用者的操作要求。 新型STM探頭及儀器性能更加穩(wěn)定和優(yōu)越。

穩(wěn)定的三軸壓電掃描器

采用互相正交的三軸壓電陶瓷掃描控制器，X、Y、Z三軸壓電陶瓷之間互不耦合，可保證掃描圖像不因耦合而失真；掃描器具有更好的掃描線性和獨(dú)立性、更高的強(qiáng)度和剛度，兼具更強(qiáng)的掃描驅(qū)動(dòng)力，能同時(shí)適用于較小與較大、較輕與較重樣品的掃描成像。

優(yōu)化的檢測與控制系統(tǒng)

采用優(yōu)化的微納米掃描與反饋控制電路系統(tǒng)，配以多路高精度A/D&D/A控制接口，可獲得更高的掃描分辨率、更好的重復(fù)性和更佳的圖像質(zhì)量。

完善的軟件界面與功能

功能強(qiáng)大、界面友好，可適用于Windows XP/Win7/Win8/Win10等操作系統(tǒng)。一般操作者均可輕松而熟練地掌握，只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)，即可完成從圖像掃描到圖像處理及數(shù)據(jù)信息計(jì)算的全部操作。可用鼠標(biāo)任意選擇局部掃描區(qū)域，實(shí)現(xiàn)圖像平移、定位和縮放；可設(shè)定掃描次數(shù)并自動(dòng)控制掃描停止；具有實(shí)現(xiàn)X、Y方向的面掃描和線掃描的功能；可獲得樣品表面的納米級三維形貌結(jié)構(gòu)和截面線；高質(zhì)量的彩色/黑白平面圖像顯示與三維立體圖像顯示；具有圖像的二維和三維納米標(biāo)尺標(biāo)注功能及粒徑測量功能；具備納米級表面微觀粗糙度的統(tǒng)計(jì)及計(jì)算功能；可精確測定樣品表面的微納米級臺階高度和深度；完善的圖像處理功能，包括裁剪、粘貼、旋轉(zhuǎn)、對比調(diào)節(jié)、亮度調(diào)節(jié)、顏色調(diào)整、背景色調(diào)整、圖像平滑、濾波等。

簡單便捷的儀器操作

STM的操作十分簡單和便捷，一般操作人員即可完成，無需專人操作和維護(hù)。安裝探針、安裝樣品、粗調(diào)和微調(diào)進(jìn)樣、圖像掃描、圖像存儲等操作，均可在1分鐘內(nèi)完成。特別適用于科學(xué)研究、教學(xué)實(shí)驗(yàn)及產(chǎn)品檢測。

高穩(wěn)定性與抗干擾能力

STM既可在良好的實(shí)驗(yàn)條件下**工作，也可在有一般實(shí)驗(yàn)室、普通桌面、有輕微振動(dòng)、有環(huán)境干擾、有光照等條件下正常運(yùn)作，快速掃描觀察各種微納米樣品，獲得理想的圖像和微納米結(jié)構(gòu)信息。具備更好的穩(wěn)定性和抗震性，更強(qiáng)的抗（光、電、磁等）干擾能力，更快的掃描速度（*快1幅圖像/10秒，作為對比，進(jìn)口儀器的掃描速率一般為1幅圖像/10~20分鐘，甚至更慢）。

高適用性廣泛應(yīng)用領(lǐng)域

可同時(shí)適用于科學(xué)研究、本科生和研究生的教學(xué)實(shí)驗(yàn)及納米技術(shù)產(chǎn)品的檢測，廣泛適用于各種金屬、導(dǎo)體、半導(dǎo)體、磁體、非磁體等材料樣品的掃描檢測。對被測材料樣品無特殊要求，免去繁瑣的樣品制備過程，可直接掃描獲得微納米結(jié)構(gòu)信息。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與典型實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

部分掃描測試樣品的STM圖像

技術(shù)參數(shù)

可同時(shí)用于科學(xué)研究、研究生科研與教學(xué)、本科生科研與教學(xué)，使用簡明，操作便捷，無需專人維護(hù)。

采用獨(dú)特的臥式探頭設(shè)計(jì)，可完全克服探針或樣品在垂直方向的蠕動(dòng)，具有更好的抗震性及穩(wěn)定性。

配備USB視頻顯微監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)微探針操作與進(jìn)給過程的可視化，更好更直觀地滿足使用者的操作要求。

能夠在普通實(shí)驗(yàn)室、普通實(shí)驗(yàn)臺、普通教室、普通桌子等條件下正常運(yùn)行。

能夠在有光照、有輕微振動(dòng)及有人員走動(dòng)的一般環(huán)境條件下正常工作。

**掃描范圍：4000 nm x 4000 nm。

掃描成像分辨率：橫向0.2 nm，縱向優(yōu)于0.1 nm（隧道電流分辨率0.01nA）。

掃描成像速率：可任意調(diào)節(jié)，**掃描速率1幅圖像/10秒。（作為對比，國外同類儀器掃描速率僅為1幅圖像/10~20分鐘，甚至更慢）。

樣品臺及樣品大小：**30 mm x 30 mm x 10 mm。

圖像采樣像素點(diǎn)：可提供100 x 100點(diǎn)/幅，200 x 200點(diǎn)/幅，400 x 400點(diǎn)/幅；或256 x 256點(diǎn)/幅，512 x 512點(diǎn)/幅的掃描像素點(diǎn)，圖像灰度等級256。

圖像格式：通用的BMP格式，并可轉(zhuǎn)換成任何圖像格式存儲、打印。

每臺STM配20組微探針。

配置一體機(jī)電腦及彩色液晶顯示器，配置STM掃描與圖像處理軟件。

配備USB光學(xué)顯微鏡與數(shù)碼顯微監(jiān)控系統(tǒng)，**視場1500 μm，光學(xué)分辨率0.5 μm。