掃描電化學顯微鏡

1.NANOVISUA教學型掃描隧道顯微鏡
掃描隧道顯微鏡;圖像處理;掃描探針顯微鏡STM使人類第一次能夠實時地觀察單個原子在物質表面的排列狀態和與表面電子行為有關的物化性質，在表面科學、材料科學、生命科學等領域的研究中有著重大的意義和廣泛的套用前景，被國際科學界公認為20世紀80年代世界十大科技成就之一。為表彰STM的發明者們所作出的傑出貢獻，1986年賓尼和羅雷爾被授予諾貝爾物理學獎金.NanoVisual，教學型掃描隧道顯微鏡可在機械教學中發揮良好作用。
2.教學型NANOVISUAL掃描隧道顯微鏡
NanoVisual是針對高等院校實驗課程和中學素質教育而設計的教學型掃描隧道顯微鏡。為了適應教學要求，NanoVisual去繁就簡，掃描部件高度集成，操作流程簡練便捷，具備工作原理清楚、穩定性優越等特點。控制軟體和後處理軟體用戶界面友好，輔以生動的教學課件，引導學生輕鬆把握掃描隧道顯微鏡的原理和基本操作方法。NanoVisual掃描隧道顯微鏡具有一定的可擴充性，可以根據需要增加某些功能部件，從而具備一定科研能力。
3.主要性能
掃描圖像BMP/TIFF全兼容檔案格式，當前全部工作環境參數同步保存。基於WindowsXP/2000/9X的控制軟體和後處理分析軟體，簡約化的掃描隧道顯微鏡探頭，初學者只需經簡單的培訓即可把握操作方法，具有I-V曲線等測量分析功能，具有圖形刻蝕模式和矢量掃描模式的納米加工技術，樣品尺寸直徑30mm、厚度10mm。主控制系統採用德州儀器32位數位訊號處理器，每秒可實現高達10億次32位運算。主控制系統採用10M/100M快速乙太網與計算機連線。全數字控制，系統狀態、儀器類型、掃描器和探針架參數智慧型識別和控制。具針尖表征及圖像重建功能。按功能模組劃分的縱向插卡式結構，便於日後系統維護和升級。
3.1.技術指標
1）軟體系統：基於WindowsXP/2000/9X的控制軟體和後處理軟體。
2）系統功能：掃描隧道顯微鏡。納米加工和操縱，包括圖形刻蝕模式和矢量掃描模式。
3）參數性能：電流檢測靈敏度：≤10pA。圖像解析度：128X128，256X256，512X512，1024X1024。掃描角度：0～360°。掃描頻率：0.1～100Hz。預置隧道電流：0.1～10nA。偏置電壓：-2～+2V。
4）電子控制系統：8通道16-bitDAC，建立時間1.5微秒。通信接口：10M/100M快速乙太網接口。
5）機械性能：樣品尺寸：最大可達直徑30mm，厚度10mm。全自動步進電機控制進樣系統。
4.掃描隧道顯微鏡原理分析
掃描隧道顯微鏡的基本原理是利用量子理論中的隧道效應。將原子線度的極細探針和被研究物質的表面作為兩個電極，當樣品與針尖的距離非常接近時，在外加電場的作用下，電子會穿過兩個電極之間的勢壘流向另一電極。這種現象即是隧道效應。隧道電流I是電子波函式重疊的量度，與針尖和樣品之間距離S和平均功函數Φ有關.。
隧道電流強度對針尖與樣品表面之間距非常敏感，假如距離S減小0.1nm，隧道電流I將增加一個數量級，因此，利用電子反饋線路控制隧道電流的恆定，並用壓電陶瓷材料控制針尖在樣品表面的掃描，則探針在垂直於樣品方向上高低的變化就反映出了樣品表面的起伏。
將針尖在樣品表面掃描時運動的軌跡直接在螢光屏或記錄紙上顯示出來，就得到了樣品表面態密度的分布或原子排列的圖象。這種掃描方式可用於觀察表面形貌起伏較大的樣品，且可通過加在z向驅動器上的電壓值推算表面起伏高度的數值，這是一種常用的掃描模式。對於起伏不大的樣品表面，可以控制針尖高度守恆掃描，通過記錄隧道電流的變化亦可得到表面態度的分布。這種掃描方式的特點是掃描速度快，能夠減少噪音和熱漂移對信號的影響，但一般不能用於觀察表面起伏大於1nm的樣品。
是利用SPM進行納米加工的客觀依據。同時也說明，SPM不是簡單用來成像的顯微鏡，而是可以用於在原子、分子尺度進行加工和操作的工具。