@扫描隧道显微镜畸变琶象的校正.PDF

1992革lI)1 重 庆 大 学 学 报 v01．15．№ ．6 Nov．1992 30URNAL OF CHONGQING UNIVERSITY 第15卷第6期 ③ 扫描隧道显微镜畸变图象的校正’ THE CORRECTION TO THE DISTORTED IMAGE 一 弓 OF THE SCANNING TUNNELING MICROSCOPE 蔡从 中 陈 新铺 舒 启清 jIlj小林 TN f6 Cai Congzhong Chen Xinyong Shu Qiq~ng Zheng Xiaoling (重庆大学应用物理系) (重庆大学无线电系) 摘 要 从扫描隧道显擞镜(STM)的工作原理出发，分析了STM田象畸变产生的原 因，建立了一种相应的物理数学模型。利用计算机通过数值解，校正了STM畸变田象，并得 到了满意的敷果。 关键词 扫描隧道显微镜 S 7’ 中国圈书资料分类法分类 ABS1TtACT The re~SOVl of the STM image distortion is analyzed aCCording to the Drinciple of the Scann~g Tunneling M．icroscope(STM)．A physical and ma山ematical model is established and the numelal value solution is obtained by the Computer．Finally，the STM distorted image is correct ted with a sat／sfaetory result． KEY WORDS scanning BJnneling microscope；graphi ；image~：orrex)tiorl 0 引 言 扫描隧道显微镜(Scanning Turme!ing Microscope，缩写为STM)是8O年代初发展起来的一 种新型显微镜和表面分析仪器[卜_ 。它主要用于研究导电物质的表面结构和性质 STM已广 泛应用到物理学、化学、生物医学、材料科学和微电子学等多学科领域 STM的诞生给表面 显微科学带来一场巨大革命，为显微学的发展奠定了又一新的里程碑 自问世起，STM一直 成为显微学和表面科学领域中的一个热点问题，为科学技术界普遍关注。目前国内外许多大 学和研究所都相继开展了STM的理论和实验研究工作 图象处理是STM研究中的关键技术之一。传统的光学显微镜或电子显微镜都是用光学 透镜或电磁透镜对光束或电子柬进行聚集、偏转等控制，将其投射于样品．再控制其透射或 反射柬成象，往往存在象差。而STM无需任何聚焦系统，它是利用扫描探针与试样表面之间 的电子隧道效应而获得高分辨率图象的，不存在传统显微象差。本文述及的STM畸变图象 是我们在s11 研究过程中遇到的问题之一，它有别于普通光学象差。 ÷修改稿收到口期 I 992一O7一l5 国家自然科学基金及四川省科委应用基础研究基金资助项日 重 庆 太 学 学 报 1992年 1 畸变现象及其产生的原因 Ll STM工作原理 STM的工作原理是基于量子力学中的 电子隧道效应。当一具有原子尺度的针尖足 够接近样品表面，使得针尖 卜的电子波甬数 与样品表面的电子波函数产生交叠时，加在 针尖和样品nfI自々电压(叉称。偏压”)将使电子 穿过它们之nⅡ的势垒形成隧道电流。随着针 尖与试样问距的增加，隧道电流呈