τ ~ Energia Barriera di potenziale

Dimensione: px

Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "τ ~ Energia Barriera di potenziale"

Beata Palla
4 anni fa
Visualizzazioni

1 Energia Barriera di potenziale E L U x K trasmissione per τ = K Kp + p 2 2 2m( U E) L 2 e 2KL h- p = 2mE Se la barriera e il vuoto tra due metalli e L= 1 nm, se E e l energia di un elettrone al livello di Fermi ~ 5 ev, Se U-E e la funzione lavoro dei metalli (~ 5 ev) τ e τ ~ m 1 L Con tale trasmissione, per una densita di elettroni tipica di un metallo (10 23 cm -3 ), per velocita e - tipiche, per superfici di contatto di 1 nm 2, per differenze di potenziale V di 0.1 V, la corrente e 1nA 1pA

2 I (na) I e 2KL -h Se L aumenta di 1 Å, I cala circa un fattore 10 Correnti di 1 na si misurano facilmente sensibilita di ~ 0.01 Å. L (Å) 0.1 na 1 na z x Se un atomo e piu avanti di un altro di 1 Å, la corrente che passa per questo e 10 volte maggiore. risoluzione in z ~ 0.01 Å, in x ~ 1 Å. Immagine di una punta 1 nm suo profilo atomo terminale

3 MOTORE Ceramica piezoelettrica EBL zirconato titanato di Pb 100 V spostamento ~ 1000 Å V spostamento ~ 0.01 Å

4 STM Scanning Tunneling Microscope Tunneling current ~ local density of states of the sample at the tip position

5 L V SAMPLE TIP Corrente di tunneling teoria delle perturbazioni al primo ordine, L -> Per V -> 0 ev ENERGY (J. Bardeen, PRL6, 57 (1961)) ρ s ρtip Per punte sferiche, l=0, L->, (J. Tersoff, D. R. Hamann, PRL 50, 1998 (1983) Densities of states Corrente di tunneling proporzionale alla densita di stati del campione al livello di Fermi nel centro di curvatura della punta.

6 Se mantengo I costante, la punta si muove su superfici a ρ costante Esempio, Au(110) Superfici a ρ costante Posizione degli atomi

7 O su Pt(111) (Ertl 1996) Immagini prese a piccole tensioni puntacampione -> misurano la densita di stati vicino al livello di Fermi. L ossigeno si vede Come un avvallamento (scuro) anche se in realta sta piu in alto degli atomi di Pt. L ossigeno sottrae stati dal livello di Fermi per formare il legame con il Pt. La punta, che segue le superfici a densita di stati costante, si abbassa quindi quando passa sull O. I singoli atomi di Pt si vedono perche le condizioni di tunneling scelte portano la punta molto vicina al Campione.

8 D.M. Eigler, Science 262, 218 (1993) Quantum Corrals

9 V TUNNELING SPECTROSCOPY SAMPLE TIP ENERGY ev ENERGY ρ s ρtip Densities of states

10 Fissato un punto x,y misuro di/dv al variare di V, -> misuro la densita di stati in quel punto in funz. dell energia Fissato V, misuro di/dv al variare di x e y. -> ottengo una mappa della densita di stati all energia ev (mappa di ψ 2 ) Per ogni x,y misuro di/dv al variare di V di/dv (x,y,v) -> ρ(x,y,ev)

Nanotubi di C con funzionalizzazione Organica Nanotubi prima della funzionalizzazione Nanotubi dopo la funzionalizzazione con catene di atomi di C attaccate alle estremita o sui lati.

13 Nanotubi di C con funzionalizzazione Organica Nanotubi prima della funzionalizzazione Nanotubi dopo la funzionalizzazione con catene di atomi di C attaccate alle estremita o sui lati. Densita di stati misurata sulle pareti del Tubo lontano dalla funzionalizzazione (sotto) e sul sito di funzionalizzazione (sopra). La funzionalizzazione introduce stati nella gap. D. Bonifazi et al. Nano Letters 6, 1408 (2006)

14 Spettroscopia dentro un recinto quantistico di atomi di Fe su Cu D.M. Eigler, Science 262, 218 (1993)

15 Development of One-Dimensional Band Structure in Artificial Gold Chains N. Nilius, T. M. Wallis, W. Ho, Science 297,1853 (2002)

16 N. Nilius, T. M. Wallis,* W. Ho, Science 297,1853 (2002)

18 Immagine STM in sezione di uno strato di atomi di Mn in GaAs. Le righe grige verticali sono gli atomi di As della superficie (110) (gli atomi di Ga non si vedono alla particolare tensione applicata tra punta e campione in questo caso). Le farfalle bianche sono dovute agli stati 3d del Mn ibridizzati con gli stati del GaAs. Un atomo di Mn che sostituisce un Ga sta al centro di ogni farfalla. Le farfalle piu piccole e chiare (B) sono di atomi di Mn nel primo strato atomico, quelle piu deboli e simmetriche (A) sono atomi nel secondo, terzo.. Strato sotto la superfice. Si riescono a vedere impurezze o strutture sino a circa 10 strati atomici sotto la superfice. L asimmetria e dovuta alla vicinanza alla superfice, le funzioni d onda nel bulk devono essere simmetriche. E possibile contare quanti Mn sono presenti sostituzionali al posto del Ga, si possono riconoscere quelli che formano altre strutture (interstiziali, clusters.), si puo studiare se si dispongono con qualche ordine o a caso, si sta cercando di misurare I momenti magnetici localizzati su ciascun Mn con punte magnetizzate. L Mn in GaAs in certe condizioni rende il semiconduttore ferromagnetico, quindi potenzialmente utile per la spintronica.

19 THE TIPS Fe tip W tip W tip

20 MANIPULATING THE TIPS THE TIP: How it changes THE IMAGES IT MAKES

Documenti analoghi

Derivano tutte dall invenzione del microscopio STM fatta da Binnig e Rohrer 1982 (premi Nobel nel 1987). In queste microscopie, una sonda è

Derivano tutte dall invenzione del microscopio STM fatta da Binnig e Rohrer 1982 (premi Nobel nel 1987). In queste microscopie, una sonda è avvicinata entro pochi Angstrom (1 Å = 0.1 nm = 10-10 m) dall