Messung der Austrittsbarkeit auf der Nanoskala mit Rastertunnelspektroskopie

Prinzip

Zwischen einer sehr feinen metallischen Spitze und einer elektrisch leitende Probenoberfläche die in einem Abstand von weniger als einem Nanometer angeordnet sind, fließt beim Anlegen einer Spannung ein Strom, der Tunnelstrom, ohne einen mechanischen Kontakt. Dieser Strom wird ausgenutzt um die (elektronische) Topografie unterschiedlicher Substrate auf der sub Nanometerskala zu untersuchen. Mit Rastertunnelspektroskopie können Strom-Spannungs- und Strom-Abstands-Kennlinien auf dieser Skala gemessen werden. Aus der Strom-Abstands-Kennlinie lässt sich die Austrittsarbeit bestimmen. Diese Austrittsarbeit zeigt nicht nur Abhängigkeiten vom Substrat, sondern auch von der Nanomorphologie bzw. Rauhigkeit.

Aufgaben

1. Herstellung einer Pt-Ir Spitze, Präparation unterschiedlicher Oberflächen und Annäherung der Spitze an die Oberfläche.
2. Untersuchung der Topographie von sauberen Terrassen und von Defekten (Anhäufung von Stufen) im Konstanter-Strom-Modus.
3. Aufnehmen von Abstands-Strom-Kennlinien auf sauberen Terrassen und an Defekten.
4. Bestimmung der Austrittsarbeit, Vergleich und Interpretation.

Lernziele

• Tunneleffekt
• Defekte
• Rastertunnelmikroskopie (RTM)
• Rastertunnelspektroskopie (RTS)
• Lokale Zustandsdichte (Local Density of States - LDOS)
• Austrittsarbeit
• Oberflächenaktivierung / Katalyse

(Bitte beachten: Versuchsbeschreibung ist nur in englischer Sprache erhältlich)

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