AG Experimentelle Nanophysik und Photonik

Fortgeschrittenen Praktikum

P49: Rastertunnelmikroskopie

Standort:

IFKP (Arbeitsgruppe Prof. Dähne), Ansprechpartner: Dr. Martin Franz 

Inhalt:

Die Rastertunnelmikroskopie basiert auf dem quantenmechanischen Tunneleffekt und erlaubt es, Festkörperoberflächen mit bis zu atomarer Auflösung im Realraum zu untersuchen. Zur Messung wird eine sehr feine metallische Spitze bis auf wenige Ångström an die Probenoberfläche herangeführt. Legt man nun eine Spannung zwischen Probe und Spitze an, so können Elektronen durch die Vakuumbarriere zwischen Probe und Spitze hindurchtunneln. Es ergibt sich ein messbarer Tunnelstrom, welcher exponentiell vom Abstand zwischen Spitze und Probe abhängt. Bewegt man die Spitze nun mit Hilfe einer piezoelektrischen Rastereinheit über die Probenoberfläche, so erhält man ein Abbild der Oberfläche.

Ziel dieses Projektversuchs ist es, alle für eine Rastertunnelmikroskopiemessung notwendigen Schritte wie Probenpräparation, Spitzenpräparation und die eigentliche Messung kennenzulernen. Da sich der gesamte Messaufbau im Ultrahochvakuum befindet, ergeben sich außerdem Einblicke in die Ultrahochvakuumtechnik.

Lernziele bzw. Methoden:

  • Rastertunnelmikroskopie
  • Struktur von Halbleiteroberflächen
  • Selbstorganisiertes Wachstum von Nanostrukturen
  • Ultrahochvakuumtechnik

Literatur:

  • Das Skript zum Versuch ist beim Betreuer auf Anfrage erhältlich

Weiterführende Literatur:

  • C. J. Chen, Introduction to Scanning Tunneling Microscopy, Oxford University Press, 1. Auflage, New York 1993.
  • R. Wiesendanger, Scanning probe microscopy and spectroscopy: methods and applications, Cambridge University Press, Cambridge 1994.

Kontakt

Gebäude EW
Raum 443