UK MFF KFPP
Domů Skupina nanomateriálů Vybavení Near-ambient pressure scanning tunneling microscope

Near-ambient pressure scanning tunneling microscope

UK MFF KFPP
Domů Skupina nanomateriálů Vybavení Near-ambient pressure scanning tunneling microscope

V rastrovacím tunelovacím mikroskopu (STM) je ostrý kovový hrot přiblížen k elektricky vodivému povrchu s napětím Vts. Když je vzdálenost hrotu a povrchu dts dostatečně malá, potenciální bariéra pro elektrony se sníží do bodu, kdy dojde ke kvantovému tunelování. Tunelovací elektrony tvoří elektrický proud, jehož amplituda exponenciálně klesá s dts. Proud se používá ve zpětné vazbě STM k umístění hrotu v přesné vzdálenosti nad povrchem. Využití exponenciálně závislého tunelového proudu ve zpětné vazbě je klíčovým faktorem, který učinil STM první metodou s atomovým rozlišením v reálném prostoru a jednou z nejrozšířenějších metod v současné fyzice povrchů. Výborné prostorové rozlišení STM a relativní jednoduchost metody podmínily vývoj dalších metod SPM, jako je bezkontaktní mikroskopie atomových sil (nc-AFM).

apstm.jpg (50 KB)

Výzkumy katalytických reakcí na površích a pokus o překlenutí tlakové a materiálové mezery mezi ultravysokým vakuem (UHV) a průmyslovými aplikacemi vyžadují ultrastabilní a spolehlivý mikroskop se skenovací sondou (SPM) schopný pracovat v extrémních podmínkách. Systém STM / AFM pro tlak blízký okolnímu prostředí, postavený na konstrukci SPM Aarhus, umožňuje provoz mezi UHV a 100 mbar při zachování čistoty studovaných povrchů během přípravy a měření. Za tímto účelem je hlava Aarhus SPM namontována uvnitř buňky reaktoru in-situ vyrobené z inertních materiálů. Tímto způsobem je pouze vnitřek malého článku reaktoru napuštěn plynem a hlavní vakuová komora zůstává nedotčena. Rychlé přepínání mezi UHV a aplikacemi blízkými okolnímu tlaku je možné otevřením víka v horní části buňky reaktoru. Žárovka pro vysokoteplotní aplikace je namontována přímo na víko a umožňuje zobrazování při teplotách přesahujících 850 K v UHV a 550 K při 10 mbar. Příprava hrotu / senzoru in situ pomocí bombardování ionty je možná, když je víko reaktoru otevřené. Pro zkoumání fotokatalytických reakcí lze použít přímý vstup světla ke vzorku během měření při tlacích blízkých okolnímu prostředí. Se systémem lze použít jak hroty STM, tak i KolibriSensor ™.