STM (Scanning Tunneling Microscope)

掃描穿遂式顯微鏡,簡稱STM。在1981年,由IBM 實驗室的G. Binning and W. Rohrer研發而成並於1986年獲得諾貝爾獎(Nobel Prize)。目前,在表面科學(Surface Science)研究上,已經廣泛的應用。

STM的原理:

樣品和探針(probe)之間的距離很小(約一個原子直徑),這距離對樣品中的電子如同一個位壘(barrier),當在探針和樣品兩者之間加一小電壓,使得電子穿遂其中產生穿遂電流(tunneling current)。穿遂電流對於樣品和探針之間的距離相當敏感,我們可以利用觀測穿遂電流的強弱得知探針和樣品之間距離的遠近。當穿遂電流維持一定值沿樣品表面掃描,表面的形貌會依探針的掃描路徑而呈現出來(下圖:紅色線為探針掃描樣品表面的行走的路徑),因而能夠以原子尺寸記錄樣品表面形貌。