Метод I (z) спектроскопии

Режим спектроскопии (ССМ) может быть использован не только в качестве инструмента для получения рельефа поверхности, но также и для картирования ряда других характеристик и материальных свойств образца, в честности, зарядовой плотности, адгезии и упругости, а также сил разрыва связей лиганд-рецептор. ССМ может быть использован также в качестве инструмента силовой спектроскопии — для измерений зависимости сил от расстояния (рис. 10). Для колеблющегося кантилевера сила взаимодействия зонд-поверхность может оказывать влияние также и на некоторые другие характеристики — амплитуду, частоту, фазу, добротность и т. д. Соответствующие зависимости этих характеристик от расстояния могут также рассматриваться как спектроскопические данные.

Спектроскопические измерения Локальной Высоты Барьера (ЛВБ спектроскопия) позволяет получать информацию о пространственном распределении микроскопической работы выхода поверхности, как описывается ниже. Туннельный ток It в СТМ экспоненциально затухает с расстоянием зонд-образец z как затухания k определяется выражением k = (It ~ e (? 2 kz), где константа 2 mU) h.

При отображении ЛВБ мы измеряем чувствительность туннельного тока к вариациям расстояния зонд-образец в каждом пикселе СТМ изображения. Получаемая по этому методу ЛВБ является так называемой видимой высотой барьера U, определяемой выражением = I Эта величина U обычно сравнивается со средней работой выхода Uav = (Up + Us)/2, где Up и Us являются работами выхода материала зонда и образца соответственно. Во многих случаях экспериментальная величина U не равна в точности Uav, но является меньшей величиной. Тем не менее, известно, что величина U близка к локальному поверхностному потенциалу (локальной работе выхода) и является хорошей мерой его.

СТМ — I (z) спектроскопия (рис. 8) измеряет туннельный ток в зависимости от расстояния зон — образец в каждой точке СТМ изображения. Для Uav = 1 eV 2k = 1.025 A-1eV-1. Резкая зависимость I (z) помогает определить качество острия зонда. Как установлено эмпирически 5 если туннельный ток IT падает в два раза при Z < 3 A, то острие рассматривается как очень хорошее, если при Z 20 A, то этот зонд не может быть использован и должен быть заменен.

Рисунок 8. СТМ — I (z) Спектроскопия.