Tieftemperatur-Rastertunnel-Rasterkraft-Mikroskop (LT-STM/AFM)



Seit ihrer Erfindung sind die Rastertunnelmikroskopie (scanning tunneling microscopy – STM) und die Rasterkraftmikroskopie (atomic force microscopy – AFM) weitverbreitete und essentielle Messmethoden der Oberflächenphysik, die es ermöglichen Nanostrukturen bis hin zu einzelnen Molekülen und Atomen unter den kontrollierten Bedingungen im Ultrahochvakuum (UHV) zu untersuchen.

Hohe Präzision: Die hohe Auflösung des LT-STM/AFM basiert auf dem inversen Piezoeffekt der Rastersonde. Somit ist es möglich selbst kleinste Änderungen auf der untersuchten Oberfläche abzubilden und zu charakterisieren. Abbildung 2 zeigt die atomare Auflösung einer Silber(111)-Oberfläche mit ihrer hexagonalen Struktur.

Beste Qualität: Mithilfe eines Pumpsystems aus verschiedenen Vakuumpumpen wird innerhalb der Messkammer aus rostfreiem Stahl ein Basisdruck von <410-10 mbar erreicht. Dies ermöglicht eine hohe Reinheit der Oberfläche während der Untersuchung ohne den Einfluss ungewollter Verunreinigungen.

Absolute Kontrolle: Durch eine sensitive Temperaturmessung und –steuerung im Bereich von 5 K bis 90 K ist es möglich, thermodynamische Prozesse „einzufrieren“ und schrittweise im Detail zu betrachten.

Kreativ: Zusätzlich ist es möglich manuell einzelne Moleküle oder Atome durch laterale Manipulation zu verschieben und anzuordnen. Weiterhin ermöglicht der Messaufbau auch die Anwendung von spektroskopischen Methoden, wie der Rastertunnelspektroskopie (scanning tunneling spectroscopy – STS), der inelastischen Elektronentunnelspektroskopie (IETS) und der Kraft-Abstands-Spektroskopie (force distance spectroscopy – FDS).

 low temperature STM

Fig. 1: Low-temperature STM/AFM

 

Atomic Resolution Of Ag

Fig. 2: Atomic resolution of Ag(111)