STMの針について

質問

今、研究でSTMを使っているのですが、STMの針（Tiｐ）の具合（悪いとか、良いとか）はどのようにして
わかるのですか？例えですが、オシロスコープに信号がでなかったら代えるべきですか？信号が出てる
以上、針を代える必要はないですか？教えてください。

回答No.1

Chararara · ベストアンサー

オシロに信号が出てるんだったら、
トンネル電流を検知しているはずなので、
とりあえず、まだ使える見込みがあります。
ただ、探針が試料にぶつかったままでないかは注意する必要があります。
ぶつかるとオシロにあらわれる信号は一定になって変化しなくなります。

原理的には針の尖端に原子レベルで尖っているところがあれば良いので、
例えば、ハイバイアスを針にかけてみたりして、
針の尖端の状態を変えてみると効果があるかもしれません。
装置に振動を与えて、針を試料にわざとぶつける、
というのも効果的です（これは自己責任でトライしてみてください）。

ただし、これらのやり方でSTMイメージが見えるようになったとしても、
たぶん針は不安定ですし、針の構造や電子状態が不明になってしまうので、
イメージの解釈が難しくなるかもしれません。

以上のことを試してみてください。
これだけやってもSTMイメージが見えなかったら、
そこで初めて針を交換するべき、かなと思います。

回答No.2

vortexcore

針先が分厚い絶縁体ででも覆われていない限り、信号が何もでないことはあり得ません。もし頻繁に信号がでないのであれば、エレクトロニクスの問題か、試料が何らかの理由で絶縁化していることを疑うべきでしょう。

それとも「きれいな信号が」出ないということでしょうか。それでしたら、No.1の方のおっしゃるような「技」が効果的な場合もあります。

しかし、トポグラフだけでなくスペクトルも得たいのであれば、これもNo.1の方のおっしゃるように針先を未知試料相手に変化させることは針先の電子状態を全く不明にしてしまうので、絶対にやるべきではありません。

私もSTMを使って研究していますが、電解研磨、電界蒸発で可能な限り先鋭化、清浄化した針を用意して、アプローチ直後に綺麗な像が得られなければ、迷わずその針は捨てています。

STMを何に使うかの目的にもよりますが、理想的には既知の試料（例えば金）で分解能、仕事関数、得られるスペクトルをチェックして、まともな針だけを使うべきでしょう。

最近、高温超伝導体のSTMでUCバークレーのグループがこの世のものとも思えない美しいデータを連発して独走状態にありますが、その成功の原因は、このような厳しいチェックを愚直に行っていることだと私は思っています。

参考URL：

http://socrates.berkeley.edu/~davisgrp/