STM: Manipulation Start: Oktober 2016

STM: Manipulation
Start:
Oktober
2016
http://nanocar-race.cnrs.fr/indexEnglish.php
SS 2016
3.
Potentialstreuung und Tunneleffekte
Seite
57
STM: Manipulation
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Seite
60
STM: Manipulation
•  The instrument
–  LT Nanoprobe
(Omicron)
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61
STM: Manipulation with STM tip
•  The instrument
–  LT Nanoprobe
(Omicron)
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STM: Manipulation with STM tip
•  The instrument
–  LT Nanoprobe
(Omicron)
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STM: Manipulation with STM tip
•  The instrument
–  LT Nanoprobe
(Omicron)
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STM: Manipulation with STM tip
•  The instrument
–  LT Nanoprobe
(Omicron)
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STM: Manipulation with STM tip
•  The track
A preliminary runway constructed by C. Manzano and We Hyo
Soe (A*Star, IMRE) in Singapore, with the 2 starting gold adatoms, the 5 gold ad-atoms for the track and the 2 gold ad-atoms
had been already constructed atom by atom.
Read more:
NanoCar Race, the first-ever race of molecule-cars (w/video)
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STM: Technischer Aufbau
UHV
sample
scanner
PC
I/V
Ugap
preamp
control
electronic
piezo voltages
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3.
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STM: Positionierung in Nanobereich
Nutzen des piezoelektrischen
Effektes
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Seite
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STM: Positionierung in Nanobereich
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3.
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69
STM: Positionierung in Nanobereich
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3.
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STM: Eigenschaften von Piezoscannern
1.  Hysterese( nicht-linear)
2.  Kriechen (Creep) (zeitabhängig)
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3.
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STM: Betriebsmodi
•  Constant current mode
–  I = const.
•  Constant height mode
–  Z = const.
–  Anwendungen auf atomar
glatten Oberflächen
–  angewandt bei Video STM
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3.
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STM: Einfluss der Tunnelspitze
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3.
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STM: Herstellung von Tunnelspitzen
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3.
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STM: Herstellung von Tunnelspitzen
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3.
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75
STM: Herstellung von Tunnelspitzen
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3.
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STM: Spitzen nach Benutzung!
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3.
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STM: “Historische” Beispiele
Erste kommerzielle Geräte für STM bei Raumtemperatur:
RHK: Beetle STMK.
STM1: Omicron 1987
basierend auf Gerätebau in der
Forschung!
Th. Berghaus, H. Neddermeyer and St.
Tosch, IBM J. Res. Develop. 30 (1986) 520.
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Besocke, Surf. Sci. 181, 145 (1987).
Jülich
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78
STM: Selbst gebaut!
Diplomarbeit Bernd Uder 1993
B. Uder et al. Z. Phys. B 97 389–390 (1995)
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79
STM: “State of the art” @ NIST
Tiefe Temperaturen & hohe Magnetfelder
“Here we describe the major
components of an Ultra-Low
Temperature SPM (ULTSPM)
facility that has recently been
c o m p l e t e d a t N I S T. T h e
system attains a base
temperature of 10 mK with
magnetic fields up to 15 T,
and is designed for achieving
≈100 fm stability for
microscopy and ≈10 µeV
energy resolution for
s p e c t r o s c o p y
measurements.”
Joseph Stroscio
Rev. Sci. Instrum. 81, 121101 (2010)
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STM: “State of the art” @ NIST
inner room built upon a separate ≈110
t concrete slab (1) supported by six
actively controlled pneumatic
isolators. A ≈6 t granite table (2), also
with active pneumatic isolators,
supports the measurement
equipment. The ≈1 t cryostat (3),
passively isolated, is mounted in a
hole in the granite table and in the
concrete slab. The entire lab is
shielded by an inner (9) and an outer
(10) acoustic enclosure, the inner
enclosure also acting as an RF
shield.
Rev. Sci. Instrum. 81, 121101 (2010)
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STM: “State of the art” @ NIST
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STM: “State of the art” @ NIST
Rev. Sci. Instrum. 81, 121101 (2010)
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STM: “State of the art” @ NIST
http://www.nist.gov/cnst/epg/advanced_microscopy_instruments.cfm
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STM: “State of the art” @ NIST
Rev. Sci. Instrum. 81, 121101 (2010)
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STM: Was “sieht” man?
•  Si(111): 7x7 Rekonstruktion
–  Takayanagi et al. (1985)
–  Dimer adatom stacking-faulted (DAS) Modell
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STM: Was “sieht” man?
1.9V
1.9V
0.9V
0.9V
-1.0V
-1.0V
ACS Nano Vol 5 No 1 2011
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3.
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87
STM: Was “sieht” man?
•  Chemischer Kontrast:
–  PtCo (100)
–  Pt Atome sichtbar
–  Co Atome bleiben im STM
unsichtbar!
https://www.iap.tuwien.ac.at/www/surface/stm_gallery/chemical_resolution
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