STM-Rastertunnelmikroskop
Allgemein
Bilder
Versuchsaufbau
Scan-Kopf
Graphit-Gitter
Video
Durchführung
Material:
Koffer mit STM und Zubehör (Sammlungsraum Schrank 54 Regal c)
VGA-DVI Verlängerungskabel 10 Meter (Sammlungsraum Schrank 54 Regal c)
Dämpfungsplatte (Sammlungsraum Schrank 54 Regal c)
Laptop (Sammlungsraum Schrank 59 Regal d)
Stativmaterial (Hörsaal Vorbereitungsraum Schrank 25)
Kleine Kamera (Hörsaal Vorbereitungsraum)
Verbindungskabel (Hörsaal Vorbereitungsraum)
Aufbau:
Den Scan-Kopf in den Schwingungsdämpfer einsetzen und an den Controller anschließen. Den Controller mit Netzspanung versorgen. Die Graphit-Probe - nicht mit den Fingern berühren - mit der Pinzette aus dem Zubehör-Etui auf den magnetischen Probenhalter setzen. Den Probenhalter - nicht mit den Fingern berühren - in den Scan-Kopf legen und vorsichtig Richtung Spitze schieben, sodaß noch 1-2 mm Abstand zur Spitze bleiben. Den Schutz mit integrierter Lupe aufsetzen und den Controller einschalten. Den Controller mit dem Rechner verbinden und das Programm starten.
Durchführung:
Nach erfolgter Initialisierung das Positionierungsfenster aufrufen und bei Approach Options einen Speed Wert von 39% bei einer max. Withdraw von 20 einstellen. Bei höheren Werten kann es vorkommen, dass später die Spitze bei der automatischen Annäherung in die Probe rammt!! Nun mit der Advance Taste den Probenhalter vorsichtig der Spitze nähern. Erscheint das Spiegelbild der Spitze auf der glänzenden Probenoberfläche, nur noch sehr vorsichtig weiter annähern, bis der Spalt zwischen Spitze und Spiegelbild so klein als möglich wird. Ein Tastendruck zu viel und eine neue Spitze muß "geschnitzt" werden!!! Jetzt mit der Approach Taste die automatische Annäherung starten und warten. Dies kann je nach Abstand,der zuvor manuell vorgegeben wurde, mehrere Minuten dauern. Nach erfolgter Annäherung leuchtet die LED auf dem Controller grün, der Tunnelstrom fließt und es erscheint das Übersichtsfenster mit einem, bei guter
Spitze und guter Stelle auf der Probe, streifenfreien Topographiebild und einer glatten, stabilen Line-Graph Linie. Leuchtet die LED rot, so hat die Spitze die Probenoberfläche berührt und muß ausgetascht werden! Nach zwei weitern Scan-Durchgängen bei stabilem Bild nun eine "monotone" Stelle auf der Probe suchen und markieren. Einen Bereich von etwa 50-60nm aufziehen und mit Doppelklick oder über die Zoom Taste, den Ausschnitt zoomen. Zeigt der Scan einen immer noch glatten, ruhigen Line-Graphen, nun über die Taste im Imaging-Area Fenster eine Bildgröße von 5-7nm wählen. Bei einem gewählten Bereich von ca. 2-3nm sind Atomanordnungen schön zu sehen.
Hinweise:
Den Probenhalter nur am dafür vorgesehen schwarzen Stift halten!
Die Probe nur mit der beigelegten Pinzette am Probenhalter befestigen!
Die Proben nicht berühren!
Bei verunreinigter Probe, diese durch Auflegen eines Tesa-Streifens und anschließendes vorsichtiges Abziehen reinigen!
Abstehende Graphit-"Flocken" entfernen.
Die Spitze nicht berühren!!!
Die Spitze darf die Probenoberfläche nicht berühren, sonst muß sie durch eine neue ersetzt werden!!!
Während des Versuches auch kleinste Erschütterungen am Versuchstisch vermeiden!!
Idealerweise sollte die Ebene der Probenoberfläche und die XY-Ebene des Scanners parallel zueinander verlaufen. Meistens jedoch wird die Probenebene in Bezug auf die XY-Ebene des Scanners geneigt sein. Diese Neigung ist aus mehreren Gründen unerwünscht, u.A arbeitet der Z-Controller weniger genau, da er die Steigung kontinuierlich kompensieren muss. Um ein optimales Bild der Probenoberfläche zu erhalten, sollte daher -idealerweise- zu Beginn der Messung die Messebene mit den Parametern X-Slope und Y-Slope elektronisch angepasst werden.
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