1. 扫描隧道显微镜的工作原理是什么?什么是量子隧道效应? 2. 扫描隧道显微镜主要常用的有哪几种扫描模式?各有什么特点? 3. 仪器中加在针尖与样品间的偏压是起什么作用的?针尖偏压的大小对实验结果有何影响? 4. 实验中隧道电流设定的大小意味... 1. 扫描隧道显微镜的工作原理是什么?什么是量子隧道效应?
2. 扫描隧道显微镜主要常用的有哪几种扫描模式?各有什么特点?
3. 仪器中加在针尖与样品间的偏压是起什么作用的?针尖偏压的大小对实验结果有何影响?
4. 实验中隧道电流设定的大小意味着什么?
扫描隧道显微镜使用电子学的方法,用一个金属针尖在在样品表面扫描。当针尖和样品表面距离很近时(1nm以下), 针尖和样品表面之间会产生电压。当针尖沿X和Y方向在样品表面扫描时,就会在针尖和样品表面diyi层电子之间产生电子隧道。该显微镜设计的沿Z字形扫描, 可保持电流的恒定。因此,针尖的移动是隧道电流的作用,并且可以反映在荧光幕上。连续的扫描可以建立起原子级分辨率的表面像。
与电子显微镜或 X线衍射技术研究生物结构相比,扫描隧道显微镜具有以下特点∶
① 高分辨率 扫描隧道显微镜具有原子级的空间分辨率,其横向空间分辨率为 l Å,纵向分辨率达0.1 Å,
② 扫描隧道显微镜可直接探测样品的表面结构,可绘出立体三维结构图像。
③ 扫描隧道显微镜可在真空、常压、空气、甚至溶液中探测物质的结构。由于没有高能电子束, 对表面没有破坏作用(如辐射, 热损伤等)所以能对生理状态下生物大分子和活细胞膜表面的结构进行研究,样品不会受到损伤而保持完好。
④ 扫描隧道显微镜的扫描速度快,获取数据的时间短,成像也快,有可能开展生命过程的动力学研究。
⑤ 不需任何透镜, 体积小,有人称之为"口袋显微镜"(pocket microscope)。