应用扫描隧道显微镜技术的探索

扫描隧道显微镜具有横向为0.1nm，纵向为0.01nm的超高分辨率，巨对样品制备无特殊要求，实验中对样品无损伤，因此它比已有的显微技术，如高倍光学显微镜、扫描电子显微镜、扫描透射电子显微镜及场发射离子显微镜等具有更多的优越性。而巨STM给出的是实空间下的、与样品表面形貌直接相关的几何图像，因此它比X射线衍射、低能电子衍射等衍射技术在结果解释方面要简单得多。更重要的是，STM作为一种显微技术可用于溶液环境下的现场表面结构分析，用它可观察到脱氧核糖核酸（DNA）的螺旋结构，并巨为活体显微研究打开了大门，如图4-69所示。

STM已成为表面科学、纳米电子学、分子电子学和超高密度存储器件研究不可或缺的工具，从而在纳米科技中占有举足轻重的地位。STM的应用包括物理学、化学、生物学、材料科学和电子学等众多领域。如：

1）利用STM并结合其他分析技术，可以确定许多材料的表面结构，因此成为表面科学中确定表面原子结构的强有力工具。

图4-69 对DNA的微观研究

2）由于有能力使局域结构以原子的细节成像，STM成为研究成核现象、薄膜生长和晶体生长的理想工具。(www.xing528.com)

3）STM能够在原子水平上研究固体表面发生的化学反应，故在表面化学中具有广泛的应用。

4）利用STM能够分辨出许多有机分子和生物大分子的原子结构，因而可广泛运用于有机化学和生物材料的研究。

5）由于STM能在液-固界面工作，因此可以在原子水平上研究电镀、化学镀、电池、腐蚀和防腐等许多方面的电化学过程。

6）STM成为在原子和分子水平上操纵、修饰、加工、设计和创造新的结构和物质的工具。