
图八是我们用旧系统得到的一张石墨原子分辨图(200×200),图九是我们用新系统得到的一张石墨原子分辨图(512×512),系统的最大分辨率可以达到2048×2048,由于纸张面积问题仅使用了512×512。可以看出,系统的设计是成功的,较好的达到了我们预先的目标。
将在新系统下得到的HOPG图和旧系统下的进行比较,可以看出较高的分辨率带来了显而易见的好处。比如我们能在更大的范围内得到原子分辨或其他一些细节;原来需要多次逼近才能获得我们感兴趣区域的图像,现在可以大大减少这一步骤;可以经过多次的裁减,处理而仍有足够的清晰度等等。

四、小结
我们这次对STM系统数据采集和控制部分的改进工作总体而言是相当成功的。我们用AD7202转换卡升级替换了原来的AD/DA和8255数字输入输出接口,提高分辨率最高至2048×2048,电压采集精度提高至12位;利用AD查询方式解决了扫描白线问题;利用高精度计数器解决了时间间隔的精确控制问题;编写了Windows2000下的扫描控制程序和图像处理程序;并且对新系统的可行性进行了验证。
由于这套系统刚刚建立,还未经过时间的检验,在今后的使用过程中可能出现各种问题,需要及时加以解决和完善。新系统带来的好处和各种应用,还需要我们去逐步发掘。
参考文献
1 G. Binnig, H. Roher, Ch. Gerber, E. Weibel, Appl. Phys. Lett.40, 178 (1981).
2 G. Binnig, H. Roher, Ch. Gerber, and E. Weibel, Phys. Rev. Lett.49, 57 (1982).
3 G. Binnig, H. Roher, Surf. Sci. 126, 236 (1983).
4 白春礼,序言,扫描隧道显微术及其应用,上海科学技术出版社 (1992).
5 白春礼,P11,扫描隧道显微术及其应用,上海科学技术出版社 (1992).
6 扫描隧道显微镜系统原理图,人工微结构和介观物理国家重点实验室 北京大学物理系
7 AD7202数据采集卡说明书, 瑞博华公司
作者简介:
章一鸣: 1980年10月出生于浙江省杭州市,高中时获得物理竞赛全国二等奖,浙江省英才奖,并于1999年保送北京大学物理系。大学期间曾连续四年获得奔驰奖学金。
马雄峰:男,1981年10月14日出生于浙江东阳。现为北京大学物理学院99级本科生。大学期间曾获校“三好学生”荣誉称号和“五四”奖学金。
感悟与寄语:
在实验室的这一年多时间里,我们学到了很多在课本上学不到的东西。首先我们学会了合作,我们常常为很多细节上的东西辩论很久,从辩论中我们对很多原先比较模糊的问题有了更深刻的了解,更重要的是我们学会了如何交流,在交流中学到了一些很实际的经验和技巧。
在解决问题的过程中,我们了解到科学客观性的真正含义,培养了努力钻研的精神。因为你所面对的世界是客观的,又是未知的,只有以客观严谨的态度积极思考和研究,才能真正了解世界,进而改造世界。
一年多的时间对于科学研究这一艰难漫长的过程,也许仅仅是一个最初的起点,但我们已经在这段时间中培养了一些科学工作者必需的素质,并做出了一些小小的成绩。相信“政基金”活动是我们在科研道路上的一个良好开始,我们必将沿着这条道路继续前进和奋斗。
指导教师简介:杨威生,1959年毕业于北京大学物理系,1984年起任北京大学物理系教授和博士导师。曾任美国纽约州立大学石溪分校、法国马赛大学、德国都依斯堡大学、日本东北大学访问教授。目前兼任国际学术刊物 Probe Microscopy 编委。至2000年2月已在重要学术刊物上发表论文 110 余篇 (其中2/3发表在国外,31篇在 Phys. Rev. B) ,被他人的论文引用620次(其中64次被综述引用)。曾获1996年教委科技进步一等奖、1997年胡刚复物理奖、1998年教委科技进步二等奖等奖项。
目前主持基金委九五重点项目“扫描探针技术在若干前沿领域中的应用”,实验室配备有具有不同性能的超高真空STM-SEM-LEED-AES等大型设备四套。

