Messung von elektrischen Kennlinien verschiedener Proben 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-Spannungs-Kennlinie lassen sich Rückschlüsse auf die Bandstruktur machen und der Einfluß von Defekten studieren.

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 Strom-Spannungs-Kennlinien auf sauberen Terrassen und an Defekten.
4. Vergleich mit den Bandstrukturen (Volumen und Oberfläche) und Interpretation.

Lernziele

• Tunneleffekt
• Defekte
• Rastertunnelmikroskopie (RTM)
• Rastertunnelspektroskopie (RTS)
• Lokale Zustandsdichte (Local Density of States - LDOS)
• Volumen- und Oberflächenbandstruktur

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

Zu diesem Artikel gibt es folgende Literaturwerke

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