Оценка разрешающей способности сканирующего туннельного микроскопа с острием из легированного бором алмаза

Abstract

На основании анализа зависимости туннельного тока от параметров системы алмазное острие–образец сканирующего туннельного микроскопа оценена разрешающая способность прибора при его работе в режиме сканирования. Установлены параметры сканирования и точность поддержания постоянного значения туннельного тока системой обратной связи прибора, при которых возможно наличие атомарного разрешения в случае единственного канала туннелирования. Предложено альтернативное (к наиболее известным публикациям) объяснение гексагональной структуры поверхности пиролитического графита, наблюдаемой с атомарным разрешением. Обсуждена проблема многоканального туннелирования, связанная с наличием в рабочей зоне алмазного зонда нескольких нановыступов, инициирующих туннелирование и ухудшающих разрешающую способность сканирующего туннельного микроскопа.

На основі аналізу залежностей тунельного струму від параметрів системи алмазне вістря–зразок сканувального тунельного мікроскопу оцінено роздільну здатність приладу при його роботі у режимі сканування. Встановлено параметри сканування та точність підтримки постійного значення тунельного струму системою зворотного зв’язку приладу, за яких можлива наявність атомарної роздільної здатності у випадку поодинокого каналу тунелювання. Запропоновано альтернативне (до найбільш відомих публікацій) пояснення гексагональної структури поверхні піролітичного графіту, що спостерігали з атомарною роздільною здатністю. Розглянуто проблему багатоканального тунелювання, що пов’язана з наявністю у робочій зоні алмазного зонда кількох нановиступів, які ініціюють тунелювання та погіршують роздільну здатність сканувального тунельного мікроскопу.

The assessment of the resolution of scanning tunneling microscope when operated in the scanning mode has been made based on the analysis of the tunneling current on parameters of diamond tip–sample system. The scanning parameters and accuracy of supporting the constant tunneling current by the system of the instrument feedback, at which the presence of the atomic resolution is possible in the case of a single channel of tunneling, have been defined. An alternative (in respect to the best known publications) explanation of the hexagonal structure of the pyrolytic graphite surface observed with atomic resolution has been suggested. The problem of multichannel tunneling caused by the presence of several nanoprotrusions in the diamond probe test zone that initiate tunneling and impair the resolution of a scanning tunneling microscope is discussed.