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 - 1nm
tensão de operação: 10 mV - 1V
corrente: 0.2 – 10 nA
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) 7x7
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
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 1,3butadiene 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 m
5 m
Silício
MWNT