廖清 宋婷婷

摘 要：扫描隧道显微镜（STM）的日臻完善与发展，为研究分子级化学和物理性质提供了新的机遇。STM具有高空间分辨的形貌表征能力，可以探测单原子、分子水平上的电子性质和微观过程，如扩散、解吸附、断键等。此外，通过与其他技术结合，可以扩展STM的功能，增强化学分析能力。STM具有原子和纳米尺度的分析和加工能力，可用于不断发展的纳米技术等诸多研究领域。

关键词：扫描隧道显微镜;化学表征;物理表征

中图分类号：O641.3 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）07-0147-03

Abstract： Recent advances in low-temperature scanning tunneling microscopy （STM） have provided new opportunities for investigating molecular-level chemical and physical properties. STM has been used to study the atomic-resolved geometries of surfaces and nanostructure， and their electronic and magnetic properties at a single-molecule level， in addition to the microscopic processes， such as diffusion， desorption， configuration switching， bond-breaking. Moreover， by extending the functions of STM by combining with certain other techniques， STM is an interesting approach for considerable future applications in the growing nanotechnology.

Keywords： STM;chemical properties;physical properties

扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscope，STM）是人们认识和改造微观世界一种极其重要的工具。扫描隧道显微镜发展至今已有三十多年的历史，是第一种能够在实空间以原子级分辨率研究材料表面特性的技术。扫描隧道显微镜的应用，对化学、物理等学科的许多领域都产生了深远的影响。其不仅能够实时观察材料表面的原子结构，分析物质的化学和物理性质，而且可以进行原子、分子操纵和纳米结构的加工[1]。近年来，扫描隧道显微镜技术不断发展与完善。通过与其他技术相结合，扫描显微镜技术焕发出新的活力，被赋予了化学分析能力。例如，与核磁共振和光致发光技术相结合，其能力扩展到检测单个原子和分子的电子-自旋共振[2]和单个分子的发光[3]。这种技术的融合，把高空间分辨的形貌表征技术与高能量、时间分辨的其他检测技术相结合，拓展了STM的应用前景，渗透到表面科学、材料科学、生命科学等各个科学技术领域[4]。……