Atomare Auflösung der Graphitoberfläche mit dem Rastertunnelmikroskop (STM)

Prinzip

Zwischen einer sehr feinen metallischen Spitze und einer elektrisch leitenden Probenoberfläche die in einem Abstand von weniger als einem Nanometer angeordnet sind, fließt beim Anlegen einer Spannung ein Strom, der Tunnelstrom, ohne einen mechanischen Kontakt. Dieser Strom wird ausgenutzt um die (elektronische) Topografie einer Graphit-Oberfläche auf der sub-Nanometerskala zu untersuchen. Durch Abrastern der Oberfläche werden Graphit-Atome und deren hexagonale Anordnung abgebildet und analysiert.

Vorteile

• Hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis
• Auf die Bedürfnisse in der Lehre zugeschnitten
• Mikroskop besteht aus einem kompakten, tragbaren Gerät, keine Zusatzgeräte erforderlich
• Schwingungsgedämpft für bessere und reproduzierbare Ergebnisse
• Sowohl für die Abbildung der atomaren Auflösung als auch für die Spektroskopie geeignet
• Zusätzlicher Versuch mit Goldprobe durchführbar
• Mit interaktiver Lernsoftware

Aufgaben

1. Herstellung einer Pt-Ir Spitze, Präparation der Graphit- (HOPG) - Oberfläche und Annäherung der Spitze an die Oberfläche.
2. Untersuchung der Topographie von sauberen Terrassen und der Stufenhöhe zwischen benachbarten Terrassen im Konstanter-Strom-Modus.
3. Abbildung der Anordnung von Graphitatomen auf einer sauberen Terrasse durch Optimierung der Tunnel- und Rasterparamter. Interpretieren der Struktur durch Analysieren der Winkel und Abstände unter Zuhilfenahme des 3D und 2D Graphitmodells.
4. Messung und Vergleich der Bilder im Konstante-Höhe- und Konstanter-Strom-Modus.

Lernziele

• Tunneleffekt
• Hexagonale Strukturen
• Rastertunnelmikroskopie (RTM)
• Abbildung auf der sub Nanometerskala
• Piezo-Elektrische Aktuatoren
• Lokale Zustandsdichte (Local Density of States - LDOS)
• Konstante-Höhe-Modus und Konstanter-Strom-Modus

 Incl. Software. Computer nicht Teil des Lieferumfangs

(Bitte beachten: Versuchsbeschreibung ist nur in englischer Sprache erhältlich)