Analýza fluktuací tunelového proudu v STM
| Název práce v češtině: | Analýza fluktuací tunelového proudu v STM |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce: | Analysis of tunneling current fluctuations in STM |
| Klíčová slova: | STM, fluktuace, Si (111) 7x7 |
| Klíčová slova anglicky: | STM, fluctuation, Si (111) 7x7 |
| Akademický rok vypsání: | 2013/2014 |
| Typ práce: | bakalářská práce |
| Jazyk práce: | angličtina |
| Ústav: | Katedra fyziky povrchů a plazmatu (32-KFPP) |
| Vedoucí / školitel: | prof. RNDr. Ivan Ošťádal, CSc. |
| Řešitel: | skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd. |
| Datum přihlášení: | 10.10.2013 |
| Datum zadání: | 11.10.2013 |
| Datum potvrzení stud. oddělením: | 23.01.2014 |
| Datum a čas obhajoby: | 11.09.2014 00:00 |
| Datum odevzdání elektronické podoby: | 24.07.2014 |
| Datum odevzdání tištěné podoby: | 31.07.2014 |
| Datum proběhlé obhajoby: | 11.09.2014 |
| Oponenti: | doc. RNDr. Pavel Sobotík, CSc. |
| Zásady pro vypracování |
| 1) Zvládnutí techniky měření pomocí STM.
2) Seznámení se základy analýzy časových řad. 3) Vytvoření základních modelových situací pro řízenou generaci parazitních fluktuací tunelového proudu a jejich charakteristika. 4) Příprava povrchu Si(111)7×7 a depozice velmi malého množství kovu (např. Ag) a zobrazení jednotlivých monomerů kovu na povrchu při pokojové a nízkých teplotách. |
| Seznam odborné literatury |
| Chen C. J., Introduction to Scanning Tunneling Microscopy, Oxford Univ. Press, Oxford 1993, 2008.
Další literatura a články podle doporučení vedoucího práce. |
| Předběžná náplň práce |
| Proud elektronů v rastrovacím tunelovém mikroskopu (STM) odráží vlastnosti tunelové bariéry mezi měřicím hrotem a vzorkem, ale zejména je citlivou funkcí její šířky - vzdálenosti mezi hrotem a povrchem. Při typické vzdálenosti ~ 0,4-0,5 nm se hodnota proudu mění při přiblížení resp. vzdálení o 0,1 nm desetinásobně v důsledku exponenciální závislosti. Proto je klíčovou podmínkou pro správnou funkci mikroskopu omezení náhodných změn polohy hrotu kolmo vůči vzorku na < 0.001-0,005 nm - podle požadovaného rozlišení v daném směru. Kromě změn tunelového proudu způsobených nedostatečným mechanickým tlumením otřesů prostředí, se mohou projevit fluktuace v důsledku elektronických procesů ve zkoumaném systému (náhodné změny tunelové bariéry vlivem změny poloh povrchových atomů nebo nestabilit vrcholového klastru atomů na špičce hrotu STM) a elektrického.rušení, které může pronikat z okolí nebo se generuje v elektronických obvodech měřicího systému. Při snímání povrchu v módu konstantního proudu udržuje zpětnovazební smyčka regulátoru řídicího systému STM vzdálenost hrot-vzorek podle nastavené hodnoty proudu (0,1 ? 1 nA) a hrot "kopíruje v reálném prostoru" povrch. Stabilita regulátoru je nezbytnou podmínkou pro správnou činnost STM a každá nestabilita (zakmitávání) způsobené šumem proudu zkresluje nebo zcela znemožňuje měření. Na druhé straně fluktuace způsobené samotnou zkoumanou konfigurací atomů na povrchu mohou být zdrojem informace o dynamice systému.
Práce se zabývá (a) využitím analýzy fluktuací tunelového proudu pro identifikaci zdrojů rušení - nedostatečné tlumení, nestabilita hrotu, elektrické rušení, a (b) měřením dynamiky lokalizovaného pohybu adsorbovaných atomů z časového záznamu tunelového proudu při vhodně zvolené pozici hrotu - "time spectroscopy". Měření bude provedeno na ultravakuovém STM zařízení, které umožňuje přípravu vzorků vakuovým napařováním kovů a jejich měření při různých teplotách. Součástí ovládací elektroniky STM je záznam a spektrální analýza časových řad proudových fluktuací. Očekávané výsledky jsou důležité pro rutinní testování vlastností STM zařízení a pro rozvinutí metodiky studia dynamiky přeskoků povrchových atomů v případě, že standardní opakované snímání vybrané oblasti povrchu v STM nedokáže již jednotlivé události zachytit. http://physics.mff.cuni.cz/kfpp/php/bak-abs.php?id=176 |
| Předběžná náplň práce v anglickém jazyce |
| http://physics.mff.cuni.cz/kfpp/php/bak-abs.php?id=176 |