为表彰STM的发明者们对科学研究的杰出贡献, 1986年宾尼和罗雷尔被授予诺贝尔物理学奖。 G Binning H Rohrer
为表彰STM的发明者们对科学研究的杰出贡献， 1986年宾尼和罗雷尔被授予诺贝尔物理学奖。 G.Binning H.Rohrer
STM的独特优点 具有原子级高分辨率,分辨率横向0.1nm、纵向 0.01nm。 可实时地得到在实空间中表面的三维图象。 可在真空、大气、常温等不同环境下工作,甚至 可将样品浸在水和其它溶液中,不需要特别的制 样技术,且探测过程对样品无损伤 可用来移动和操纵单个原子和分子。 价格便宜
STM的独特优点 • 具有原子级高分辨率，分辨率横向0.1nm、纵向 0.01nm。 • 可实时地得到在实空间中表面的三维图象。 • 可在真空、大气、常温等不同环境下工作，甚至 可将样品浸在水和其它溶液中，不需要特别的制 样技术，且探测过程对样品无损伤。 • 可用来移动和操纵单个原子和分子。 • 价格便宜
扫描隧道显微镜(STM)的工作 原理是基于量子力学的隧道效应。 E 图量子力学中的隧道效应
扫描隧道显微镜（STM）的工作 原理是基于量子力学的隧道效应。 V0 E a 图1 量子力学中的隧道效应
透射系数 16E(V-E) 2a 2m(o-E) T≈ 2 0 T与势垒宽度a、能量差(VE)以及粒子的质量m 有着很敏感的依赖关系,随着a的增加,T将指数 衰减,因此在宏观实验中,很难观察到粒子隧穿 势垒的现象
透射系数 2 ( ) 2 2 0 0 16 m V0 E a e V E V E T − − − （ ） T与势垒宽度a、能量差（V0 -E）以及粒子的质量m 有着很敏感的依赖关系，随着a的增加，T将指数 衰减，因此在宏观实验中，很难观察到粒子隧穿 势垒的现象
隧道电流是电子波函数重叠的量度,与针尖和 样品之间距离和平均功函数有关。 ∝bexp(-Ac2S V是加在针尖和样品之间的偏置电压 p[=(①1+2)/2]是平均功函数和中2分别 为针尖和样品的功函数,A为常数,在真 空条件下约等于1
隧道电流是电子波函数重叠的量度，与针尖和 样品之间距离S和平均功函数Φ有关。 exp( ) 2 1 I Vb −A S Vb是加在针尖和样品之间的偏置电压， Φ[ =(Φ1 +Φ2 )/2]是平均功函数,Φ1和Φ2分别 为针尖和样品的功函数，A为常数，在真 空条件下约等于1