超平金表面的扫描隧道显微镜技术

新的 STM 成像研究揭示了超平金表面令人惊叹的原子尺度细节。

超平金表面可为原子力显微镜和 STM 应用提供高信噪比成像。 由于其超平滑的形貌,这些表面已被用于研究 二维材料, 单链DNA, 自组装单层, 纳米光电器件细胞膜单层.    

在一项新的成像研究中,瑞士日内瓦大学的 Árpád Pásztor 博士对 Platypus Technologies 公司的超平金表面进行了扫描隧道显微镜 (STM) 测量。 样品包括在硅晶片上生长的新剥离金表面("STM")和在硅晶片上生长的新剥离金表面("STM")。AU.1000.SWTSG). 这些实验是在超高真空条件下的低温(77 K)条件下进行的。由 Pásztor 博士友情提供并经授权转载的高分辨率图像揭示了鸭嘴兽科技公司超平金表面令人惊叹的新细节。

图 1:Platypus Technologies 公司超平金表面的 (a) AFM 和 (b) STM 图像。

STM 图像的初步检查显示,金粒的尺寸为几百纳米。 A 先前的研究 用电子反向散射衍射 (EBSD) 分析了超平金表面 160 μm x 200 μm 的区域,测得金粒的平均直径和面积分别为 2.96 μm 和 3.64 μm2分别为 高度刻度(STM 图像右侧,图 1b)证实,在整个分析区域内,表面呈现出均匀的高度地形。除晶粒边界外 整个表面 高度和高度变化相似 一(1)纳米. 

对超平金表面的线性扫描可对表面高度进行定量测量。图 2 展示了一幅具有代表性的 STM 图像和三幅线性扫描的高度剖面图。 这些数据显示,在每个金晶粒内部,表面高度的变化是 大大 小于 1 纳米而与晶界相对应的高度降低仅为 ~1 - 2 纳米。 与之相比,钛的厚度仅为 细胞膜约为 4 纳米.

图 2(a) 超平金表面的 STM 图像;红线表示线性扫描的位置。(b-d)三种不同线性扫描的高度剖面图。请注意,Y 轴的范围为 5-9 纳米,X 轴的范围为 0-2 微米。在金晶粒内部,高度变化远小于 1 纳米。在晶粒边界,高度降低了 ~1-2 纳米。

接下来,成像研究描述了每个晶粒内金表面纳米级的高度变化(图 3)。 图像显示,每个晶粒由多个 堆金积玉. 通过仔细观察图像,我们发现台阶到台阶的高度差约为 0.2 纳米,这一数值与图 2 中线性扫描测得的晶粒内部高度变化一致。 

图 3(a) 超平金表面的高分辨率 STM 图像。(b) 放大后的图像显示金的梯田。

图 4 展示了金晶粒内 100 纳米 x 100 纳米区域的高分辨率 STM 图像。 从该图像中可以清晰地观察到单个金梯田。 图像中心的梯田面积约为 3,000 纳米2. 此外,我们还观察到台阶与台阶之间的高度变化约为几百皮米。 作为比较,金属键中金原子的直径为 288 皮米. 因此,我们推测在每个晶粒内观察到的薄片(图 3 和图 4)对应于 原子厚梯田 金子,每个梯田对应一个 金原子的均匀平面

图 4:超平金表面的高分辨率 STM 图像显示出均匀的金梯田。

总之,超平金表面的高分辨率 STM 图像显示了表面的精美细节。图像显示了整个分析区域表面粗糙度均匀的大型金晶粒。每个晶粒都由单原子厚度的金梯田组成。

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鸣谢:所有 STM 图像和数据均由日内瓦大学的 Árpád Pásztor 博士慷慨提供。本博客的内容由 Platypus Technologies 公司的营销团队撰写和排版。 问题或评论?请 联系我们