Microscopias de ponta de prova STM e AFM

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

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.

Tunelamento EF EF - V s It V (EF) exp[-1. 025 ( s)1/2]

Resolução atômica real It V (EF) exp[- b( s)1/2] Distância ponta-superfície: 0. 3 - 1 nm tensão de operação: 10 m. V - 1 V corrente: 0. 2 – 10 n. A 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

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

Resolução atômica real Oxigênio na superfície de monocrital de Rh

Espectroscopia de Corrente de Tunelamento (STS)

Nanowires de Pt em Ge (001). Largura: 0. 4 nm com espaçamento de 1. 6 nm entre as linhas (aspect ratio: 1000).

STS – nanowires metálicos

Manipulação atômica LDOS

Nanomanipulação nanoquímica 18 átomos de Césio e 18 átomos de Iodo

We report a mode-selective, molecule-tomolecule 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 126104,

Pontas STM: preparação mecânica e eletroquímica

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

Esquema de funcionamento de um AFM

Cantilevers 200 mm 5 mm

Silício MWNT