Microscopias de ponta de prova

Apresentação em tema: "Microscopias de ponta de prova"— Transcrição da apresentação:

1 Microscopias de ponta de prova
- STM e AFM: princípios básicos, instrumentação e pontas - “Família” derivada do AFM: princípios básicos e aplicações - Nanolitografia - SNOM

2 Scanning Tunneling Microscope
IBM Zurich 1982 – STM: imagens tridimensionais com resolução atômica real. (G.Binnig, H. Rohrer, Helv. Phys. Acta 55 (1982) 726 Scanning tunneling microscope) Limitação: essencialmente amostras condutoras e semicondutoras.

3 It  V (EF) exp[-1.025 (s)1/2]
Tunelamento s  EF EF - V It  V (EF) exp[ (s)1/2]

4 Resolução atômica real
It  V (EF) exp[- b(s)1/2] Distância ponta-superfície: nm tensão de operação: 10 mV - 1V corrente: 0.2 – 10 nA variação na distância de 0.1 nm (raio atômico)  corrente varia fator 2 resolução lateral depende do raio da ponta de prova: raio ~10 nm Implica em resolução lateral de ~ 2 nm

5 Átomos na superfície do silício (111) 7x7
G.Binnig, H. Rohrer, Ch. Gerber, E. Weibel, Phys. Rev. Lett. 50 (83) 120

6 Resolução atômica real
Oxigênio na superfície de monocrital de Rh

7 Espectroscopia de Corrente de Tunelamento (STS)

8 Nanowires Nanowires de Pt em Ge (001) . Largura: 0.4 nm com espaçamento de 1.6 nm entre as linhas (aspect ratio: 1000).

9 STS – nanowires metálicos

10 Manipulação atômica LDOS

11 18 átomos de Césio e 18 átomos de Iodo
Nanomanipulação  nanoquímica 18 átomos de Césio e 18 átomos de Iodo

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14 We report a mode-selective, molecule-to-molecule conversion by scanning tunneling microscope; a trans-2-butene to a 1,3-butadiene on palladium (110) surface, where the reaction product is chemically identified with single-molecule vibrational spectroscopy. The underlying mechanism is experimentally confirmed as a multiple vibrational excitation of a single adsorbed molecule via inelastic electron tunneling process. Single-molecule reaction and characterization by vibrational excitation“, Phys. Rev. Lett. 89, (2002), article number ,

15 Pontas STM: preparação mecânica e eletroquímica

16 Atomic Force Microscope
1986 – AFM: Medida de forças entre a ponta e a superfície (<1N) (G.Binnig, D.F. Quate, Ch. Gerber, Phys. Rev. Lett. 56 (86) 930 Atomic force microscope). 1986- G. Binng and H. Roher: Nobel em Física

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18 Esquema de funcionamento de um AFM

19 Cantilevers 200 mm 5 mm

20 Silício MWNT