Untersuchung von Festkörperoberflächen mit dem Raster-Tunnel-Mikroskop
Betreuer: Prof. Dr. Michael Lorenz, Wolfram Fritzsche
Im Versuch Raster-Tunnel-Mikroskopie
(STM) wird die Elektronendichteverteilung auf Festkörperoberflächen
abgebildet, was unter optimalen Bedingungen das Sichtbarwerden von
einzelnen Atompositionen ermöglicht. Daneben werden auch ausgedehntere
Objekte wie Quantendots und Monolagen-Stufen mit Dimensionen von
einigen nm dargestellt.
Die Raster-Tunnel-Mikroskopie basiert auf dem quantenmechanischen
Tunneleffekt. Neben den Abbildungen der Oberflächen werden
Strom-Spannungs-Kennlinien in Abhängigkeit vom Spitze-Probe Abstand
sowie Strom-Abstands-Kennlinien aufgenommen. Durch Kurvenanpassung kann
daraus die Barrierenhöhe der konkreten Spitze – Probe - Paarung
bestimmt werden.
Methodische Aspekte umfassen die
verschiedenen Scanmethoden und die piezoelektrischen Materialien, die
bei der Abstandssteuerung der Spitze im sub-nm Bereich die
STM-Experimente erst ermöglichen. Das Experiment vermittelt
unmittelbare praktische Eindrücke bei der Anwendung dieser modernen
Methode der Oberflächenphysik.