244

A HibUl. IM1U.1 .Vv»«    r ), buui :uO

ISBN D4H1II ł-7. © l>. »N TOS >*}

7 CIAŁO STAŁE

	cioto sute r	próżnia
X zo	średni* enetgm j	A
£	elektronów /	\
V	w ciele sutym J	V
	óvt< pMusV©ax)nbKiiilwn	Mm ni A- |ir.i»vJiijMKlt**vń,lwr<
	iu|KiiV.«niu elektronu	ll«|mll.,lli;i clctllllllll
		odległość od jadro olocnowcgo

Ryt. 7.2*. Schemat bariery etKTjełyc/nej na piywicrzdmi ciała stałego

jest duże po jednej Stronie bariery potencjału, to po drugiej stronic, pomimo większej odległości od jądra, bynajmniej nic spada do zera, jest bardzo małe, ale nic zerowe. Zgodnie z tym możemy oczekiwać (choć z bardzo małym prawdopodobieństwem) napotkania elektronu „należącego” do atomu ciała stałego i po przeciwnej stronie bariery. Prawdopodobieństwo to jest tym większe, im bliżej powierzchni znajduje się odbiornik elektronów — powierzchnia przewodnika. Można je także zwiększyć niewielką różnicą potencjałów elektrycznych sprzyjającą wyjściu elektronów. Uzyskuje się w ten sposób prąd niskuenergetycznych elektronów, które wydobywają się z ciała stałego, przechodząc jakby przez tunel w barierze potencjału.

Lmisja tunelowa elektronów została wykorzystana w mikroskopie tunelowym. W tym przypadku elektrony tunelujące są odbierane przez sondę w postaci igły wolframowej o niezwykle ostrym zakończeniu, przesuwaną ponad powierzchnią próbki. Natężenie emisji jest tym większe, im bliżej powierzchni znajduje się ostrze. W praktyce stosuje się odległość kilkuset pm. Przy tak malej odległości daje się również zauważyć wpływ regularnych zmian potencjału powierzchniowego, związanych z periodycznym ułożeniem atomów, co pozwala przy użyciu odpowiednich urządzeń przetworzyć odbierany sygnał na obraz powierzchni uwzględniający położenie atomów.

W praktyce sonda jest ptzesuwana wzdłuż powierzchni (pizemiatanie czyli skanowanie powierzchni >. a równocześnie jej odległość od powierzchni tak modyfikowana, by utrzymać stały prąd tunelowy. Te niesłychanie subtelne zmiany odległości sondy od powierzchni uzyskuje się dzięki przymocowaniu próbki do pręta piezoelektrycznego, np. kryształu kwarcu (p. 22.13.2). który zmienia swoją długość pod wpływem przyłożonego potencjału elektrycznego. Zmiany napięcia, konieczne do uzyskania odległości sondy zapewniającej stałe natężenie prądu, są sygnałem przetwarzanym na obraz Skaningowy mikroskop tunelowy jest urządzeniem o tak wysokiej zdolności rozdzielczej, że pozwala ima na zobrazowanie powierzchni ciała stałego w skali atomowej. Obraz uzyskany tym sposobem przedstawiono tui rys. 1 I