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原子在扫描隧道显微镜下是什么样子?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2021-05-05 09:44:32

这是一个使用高质量扫描隧道显微镜(STM)清晰显示铂(Pt)表面原子的例子。

原子在扫描隧道显微镜下是什么样子?

在STM图像中,原子通常以小圆点的形式出现,这是因为图像的形成方式。金属中的铂原子排列成以体为中心的立方结构,即立方体的每个角上都有一个原子,中心有一个原子。立方体的边是0.392纳米,最接近的两个Pt原子是0.278纳米。(一纳米是一毫米的百万分之一,0.1纳米也被称为埃单位。)这张图中的原子排列并不完美,因为有一些缺失的原子(空位),而更亮的斑点表明它们在表面的位置略高。

在STM中,我们不是在光学意义上“看到”表面的原子,而是“感知”它们。STM的工作原理是扫描一个非常精细的针尖,这是偏压的电势,非常接近表面,并检测通过针尖和表面原子之间的间隙的极小的隧穿电流。

原子在扫描隧道显微镜下是什么样子?

这种隧穿效应只发生在尖端的几个原子和最接近尖端表面的原子之间,正是这种效应使STM具有如此高的分辨率。(在物理上,我们会说尖端原子和表面原子的波函数是重叠的。)因此,STM图像中的原子图像总是看起来像小而明亮的斑点,但原子的间距和排列与我们从其他方法中了解到的是一致的。在一些图片中,扫描被显示为一个地形图或3D地图,原子可能在垂直方向上被夸大了,但最初的扫描是以2D图像开始的。
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