【摘要】：在对样品进行扫描过程中保持针尖的绝对高度不变，于是针尖与样品表面的局域距离将发生变化，隧道电流的大小也随着发生变化；通过计算机记录隧道电流的变化，并转换成图像信号显示出来，即得到了STM显微图像。从STM的工作原理可以看到：STM工作的特点是利用针尖扫描样品表面，通过隧道电流获取显微图像，而不需要光源和透镜。这正是“扫描隧道显微镜”得名的原因。
图4-67 恒电流工作模式
STM有恒电流模式和恒高度工作模式两种工作方式，恒电流工作模式如图4-67所示，此时电流I不变，针尖随着样品表面的高低（z）起伏作相同的起伏运动。利用一套电子反馈线路控制隧道电流I，使其保持恒定。再通过计算机系统控制针尖在样品表面扫描，即使针尖沿x、y两个方向作二维运动。由于要控制隧道电流I不变，针尖与样品表面之间的局域高度也会保持不变，因而针尖就会随着样品表面的高低起伏而作相同的起伏运动，高度的信息也就由此反映出来。这就是说，STM得到了样品表面的三维立体信息。这种工作方式获取图像信息全面，显微图像质量高，应用广泛。
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图4-68 恒高度工作模式
恒高度工作模式如图4-68所示，高度z不变，电流发生变化。在对样品进行扫描过程中保持针尖的绝对高度不变，于是针尖与样品表面的局域距离将发生变化，隧道电流的大小也随着发生变化；通过计算机记录隧道电流的变化，并转换成图像信号显示出来，即得到了STM显微图像。这种工作方式仅适用于样品表面较平坦、组成成分单一（如由同一种原子组成）的情形。从STM的工作原理可以看到：STM工作的特点是利用针尖扫描样品表面，通过隧道电流获取显微图像，而不需要光源和透镜。这正是“扫描隧道显微镜”得名的原因。
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