Ergebnisse mit dem F.P.-Tunnelrastermikroskop(STM)

Abstract

Oberflächen von Gold, Hochorientiertem Pyrolytischem Graphit (HOPG), Molybdändisulfid (MoS2) und Tantaldisulfid (TaS2) wurden im Bereich 100...200 nm (Gold) und 1..20nm (HOPG, MoS2) mit dem F.P.-Rastertunnelmikroskop (STM) des Physikalischen Fortgeschrittenenpraktikums abgebildet. Die Goldoberfläche weist deutlich eine Terrassierung auf, die durch 1D-Querschnittsprofile leicht analysiert werden kann, während die HOPG-, MoS2- und TaS2-Oberflächen durch atomar aufgelöste Abbildungen reproduziert werden, die das trigonale atomare Oberflächengitter deutlich erkennen lassen. Darüberhinaus konnten einzelne atomare Strukturdefekte auf der TaS2-Oberfläche nachgewiesen werden. Messungen des Tunnelstroms auf Gold folgen einer exponentiellen Abstandscharakteristik, sodaß von dem Vorhandensein einer sauberen Vakuum-Tunnelbarriere ausgegangen werden kann. Ein theoretisches Modell der x-z Abbildung von Stufen auf der Goldoberfläche wird dargestellt. Die Messung des Tunnelstroms auf HOPG und MoS2 folgt einer nichtlinearen I/U Kennlinie in Abhängigkeit von den anderen Tunnelparametern. Die quantenmechanische Behandlung des Einteilchen-Tunnelvorgangs wird dargestellt und für eine 1D-Geometrie der Tunnelspitze der Tunnelstrom zwischen zwei Metallsystemen als Funktion des Abstandes, der Barrierenhöhe und der Tunnelspannung hergeleitet.