利用MATLAB软件处理STM和AFM的图像.pdfVIP

第 29卷第2期 辽宁工业大学学报 (自然科学版) Vo1．29．No．2 2009年 4月 JournalofLiaoningUniversityofTechnology(NaturalScienceEdition) Apr．2009 利用MATLAB软件处理 STM 和 AFM 的图像 张研研 ，陈 祺 2 (1．渤海大学 物理系 ，辽宁 锦州 121013；2．太和区职业技能教育中心，辽宁 锦州 121000) 摘 要：介绍了扫描隧道显微镜 (STM)和原子力显微镜(AFM)的工作原理。因为电脑显示器上的图像往往会 受到外界一些因素的影响，所以采用 MATLAB软件对图像进行处理，收到了明显的效果。最后，总结了图像质 量改善的意义。 关键词：扫描隧道显微镜；原子力显微镜；图像 中图分类号：o4—33 文献标识码：B 文章编号：1674—3261(2009)02—0094—04 UseofSoftwareMATLAB toProcessImages ofSTM andAFM ZHANGYan．yan，CHENQi (1．DepartmentofPhysics，BohaiUniversity,Jinzhou 121013，China； 2．EducationCenterofVocationalSkill，TaiheDistrict，Jinzhou121000，China) Keywords：STM ；AFM ；image Abstract：TheworkingprincipleofSTM andAFM wasdescribed．Becauseimagesoncomputer’S screenwereoften affectedbysomeoutsidefactors，SOthesoftwareofMATLABwasusedtoprocess images，whichobtainedverydistinctresults．Atlast，htesignificna ceonimprovinghteimagesquality wassummarized． 扫描隧道显微镜 (STM)的诞生，使人类第一次 与样品在近距离 (小于0．1nn1)时，由于二者存在电 在实空间观测到了原子，并能够在超高真空超低温 位差而产生隧道 电流，隧道电流对距离非常敏感； 的状态下操纵原子。但是 STM 只能探测导体和半 当控制压电陶瓷使探针在样品表面进行扫描时，由 导体的表面形貌，为了观察非导电物质的形貌 ，在 于样品表面高低不平而使针尖与样 品之间的距离 1986年 IBM 公司的 GBinning和斯坦福大学的 发生变化，而距离的变化引起了隧道电流的变化； C．E．Quate及 C．Gerber合作发明了原子力显微镜 控制和记录隧道 电流的变化，并把信号送入计算机 (M )，使观察绝缘体成为可能l【】。本文以AFM— 进行处理，就可以得到样品表面高分辨率的形貌图 IⅡ型原子力显微镜 (兼容STM)为例，来研究STM 像 。 和AFM 的图像处理 。 1．2 AFM 的工作原理 AFM 具有一个对力非常敏感的微悬臂，其尖端 1 STM 和 AFM 的工作原理 有一个微小的探针，当探针轻微地接触样品表面 1．1 STM 的工作原理 时，由于探针尖端的原子与样品的原子之间产生极 电