物理化学学报
物理化學學報
물이화학학보
ACTA PHYSICO-CHIMICA SINICA
2014年
2期
205-209
,共5页
原子力显微镜%Q-plus传感器%局域接触势%化学键%量子尺寸效应
原子力顯微鏡%Q-plus傳感器%跼域接觸勢%化學鍵%量子呎吋效應
원자력현미경%Q-plus전감기%국역접촉세%화학건%양자척촌효응
Atomic force microscopy%Q-plus sensor%Local contact potential difference%Chemical bond%Quantum size effect
迄今非接触原子力显微镜已经成为一个非常强大的工具。它不仅能够得到表面的原子周期结构,还能给出分子内部的化学键信息。针尖和样品之间的相互作用是原子力显微镜的有效信号,主要包括三种,即范德瓦尔斯相互作用、静电相互作用和化学键相互作用。本文在生长于Si(111)-7×7的铅薄膜上测量了针尖和样品之间的化学键相互作用。通过获取该相互作用随偏压的变化,并且利用抛物线拟合有效局域接触势的位置,我们发现它是随着针尖和样品之间距离的增大而减小的。这种趋势来自于针尖和样品之间波函数的交叠。从而可以得到电子的衰减长度。我们还测量到了该衰减长度随着铅薄膜厚度的变化会发生振荡,这种振荡归因于平顶楔形铅岛内电子的量子尺寸效应。
迄今非接觸原子力顯微鏡已經成為一箇非常彊大的工具。它不僅能夠得到錶麵的原子週期結構,還能給齣分子內部的化學鍵信息。針尖和樣品之間的相互作用是原子力顯微鏡的有效信號,主要包括三種,即範德瓦爾斯相互作用、靜電相互作用和化學鍵相互作用。本文在生長于Si(111)-7×7的鉛薄膜上測量瞭針尖和樣品之間的化學鍵相互作用。通過穫取該相互作用隨偏壓的變化,併且利用拋物線擬閤有效跼域接觸勢的位置,我們髮現它是隨著針尖和樣品之間距離的增大而減小的。這種趨勢來自于針尖和樣品之間波函數的交疊。從而可以得到電子的衰減長度。我們還測量到瞭該衰減長度隨著鉛薄膜厚度的變化會髮生振盪,這種振盪歸因于平頂楔形鉛島內電子的量子呎吋效應。
흘금비접촉원자력현미경이경성위일개비상강대적공구。타불부능구득도표면적원자주기결구,환능급출분자내부적화학건신식。침첨화양품지간적상호작용시원자력현미경적유효신호,주요포괄삼충,즉범덕와이사상호작용、정전상호작용화화학건상호작용。본문재생장우Si(111)-7×7적연박막상측량료침첨화양품지간적화학건상호작용。통과획취해상호작용수편압적변화,병차이용포물선의합유효국역접촉세적위치,아문발현타시수착침첨화양품지간거리적증대이감소적。저충추세래자우침첨화양품지간파함수적교첩。종이가이득도전자적쇠감장도。아문환측량도료해쇠감장도수착연박막후도적변화회발생진탕,저충진탕귀인우평정설형연도내전자적양자척촌효응。
Non-contact atomic force microscope (NC-AFM) has become a powerful tool. It can provide the atomic structure and chemical bonding information at the atomic scale. Three kinds of tip-sample interactions are often concerned: including van der Waals interaction, electrostatic interaction, and chemical bonding interaction. In this work, the chemical bonding interaction between the tip and a Pb film is clearly demonstrated by NC-AFM based on a Q-plus force sensor. The tip-sample interaction energy versus the bias voltage was obtained and fitted by a parabolic function to find the effective local contact potential difference, which decreased with increasing tip-sample distance. Such a trend is caused by the wave function overlap. Thus, the decay length of the electron wave function was estimated. Oscillation of the decay length with film thickness was also observed, which can be attributed to the thickness-dependent quantum wel states in the Pb islands.