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| Book/Report | FZJ-2018-03813 |
1992
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag
Jülich
Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/19173
Report No.: Juel-2629
Abstract: Binnig und Rohrer entwickelten 1982 das erste Raster-Tunnel-Mikroskop (RTM), mit dem sie Strukturen atomarer Größenordnung auf elektrisch leitenden Probenabbilden konnten. Dazu brachten sie eine leitende Spitze auf weniger als 1 nm an die Probenoberfläche heran. Bei Anlegen einer Spannung zwischen Sonde und Probe stellt sich aufgrund des Tunneleffekts ein elektrischer Strom ein, der exponentiell vom Abstand zwischen Probe und Spitze abhängt. Dieser Strom dient bei der Raster-Tunnel-Mikroskopie als ausschlaggebende Meßgröße. An die Spitze werden verschiedene Anforderungen wie elektrische Leitfähigkeit, mikroskopisch und rnakroskopisch spitze Form, Reinheit und mechanische Stabilität gestellt. Sind diese Anforderungen nicht erfüllt, so können bestimmte Messungen mit dem Raster-Tunnel-Mikroskop nicht durchgeführt werden oder die Meßergebnisse können nur schwer interpretiert werden. Aus diesem Grund ist die Spitzenpräparation ein wichtiger Bestandteil der Raster-Tunnel-Mikroskopie. In dieser Arbeit wird eines der vielen Präparationsverfahren überarbeitet und ergänzt. Das Präparationsverfahren besteht darin, einen Wolframdraht elektrolytisch durchzupolieren, so daß eine ausreichend stabile und spitze Sonde entsteht. Das Verfahren wurde durch eine anschließende Vakuumolühung der Spitze ergänzt. Der Vorgang des elektrolytischen Polierens und die Apparatur dazu wurden optimiert. Für die Glühung der Spitzen wurde eine Vakuumglühapparatur konstruiert und aufgebaut. Nach mehreren Versuchsreihen stellten sich folgende Parameter als optimal heraus: Glühtemperatur: 1030 $^\circ$C $\pm$ 20 $^\circ$C Glühkammerdruck: maximal 2 x 10$^{-6}$ mbar Glühdauer mit 1030 $^\circ$C: 6 Stunden 1 StundeDie elektrolytisch hergestellten Spitzen wurden im Raster-Elektronen-Mikroskop betrachtet, mit laserinduzierter Massenspektroskopie untersucht und kontinuierlichim RTM getestet. Es ist nun möglich, Spitzen herzustellen, die einen Verrundungsradius von 40nm $\pm$ 30nm besitzen, keine sichtbaren Verunreinigungen aufweisen und reproduzierbar geformt sind. Bei Verwendung dieser Sonden werden gute Ergebnisse beim Betrieb des Raster-Tunnel-Mikroskops erzielt.
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