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Microscopias de ponta de prova - STM e AFM: princípios básicos, instrumentação e pontas

Microscopias de ponta de prova - STM e AFM: princípios básicos, instrumentação e pontas - “Família” derivada do AFM: princípios básicos e aplicações - Nanolitografia - SNOM. Scanning Tunneling Microscope IBM Zurich 1982 – STM: imagens tridimensionais com resolução atômica real.

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Microscopias de ponta de prova - STM e AFM: princípios básicos, instrumentação e pontas

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Presentation Transcript

  1. Microscopias de ponta de prova - STM e AFM: princípios básicos, instrumentação e pontas - “Família” derivada do AFM: princípios básicos e aplicações - Nanolitografia - SNOM

  2. Scanning Tunneling Microscope IBM Zurich 1982 – STM: imagens tridimensionais com resolução atômica real. (G.Binnig, H. Rohrer, Helv. Phys. Acta 55 (1982) 726 Scanning tunneling microscope) Limitação: essencialmente amostras condutoras e semicondutoras.

  3. EF EF- V s Tunelamento It  V (EF) exp[-1.025 (s)1/2]

  4. Resolução atômica real It  V (EF) exp[- b(s)1/2] Distância ponta-superfície: 0.3 - 1nm tensão de operação: 10 mV - 1V corrente: 0.2 – 10 nA variação na distância de 0.1 nm (raio atômico)  corrente varia fator 2 resolução lateral depende do raio da ponta de prova: raio ~10 nm Implica em resolução lateral de ~ 2 nm

  5. Átomos na superfície do silício (111) 7x7 G.Binnig, H. Rohrer, Ch. Gerber, E. Weibel, Phys. Rev. Lett. 50 (83) 120

  6. Resolução atômica real Oxigênio na superfície de monocrital de Rh

  7. Espectroscopia de Corrente de Tunelamento (STS)

  8. Nanowires Nanowires de Pt em Ge (001) . Largura: 0.4 nm com espaçamento de 1.6 nm entre as linhas (aspect ratio: 1000).

  9. STS – nanowires metálicos

  10. Manipulação atômica LDOS

  11. Nanomanipulação  nanoquímica 18 átomos de Césio e 18 átomos de Iodo

  12. We report a mode-selective, molecule-to-molecule conversion by scanning tunneling microscope; a trans-2-butene to a 1,3-butadiene on palladium (110) surface, where the reaction product is chemically identified with single-molecule vibrational spectroscopy. The underlying mechanism is experimentally confirmed as a multiple vibrational excitation of a single adsorbed molecule via inelastic electron tunneling process. Single-molecule reaction and characterization by vibrational excitation“, Phys. Rev. Lett. 89, (2002), article number 126104,

  13. Pontas STM: preparação mecânica e eletroquímica

  14. Atomic Force Microscope 1986 – AFM: Medida de forças entre a ponta e a superfície (<1N) (G.Binnig, D.F. Quate, Ch. Gerber, Phys. Rev. Lett. 56 (86) 930 Atomic force microscope). 1986- G. Binng and H. Roher: Nobel em Física

  15. Esquema de funcionamento de um AFM

  16. Cantilevers 200 mm 5 mm

  17. MWNT Silício

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