TP Principes et Applications d’un Microscope à Effet Tunnel (STM)

Thèmes abordés :

- Eff et tunnel / STM

- Structures hexagonales

- Imagerie à l'échelle sub-nanométrique

- Dispositifs piézo-électriques

- Densité locale d'états (LDOS)

- Mode hauteur constante

- Mode courant constant

Principes et objectifs :

Approcher une pointe métallique très pointue d'un échantillon électriquement conducteur en appliquant un champ électrique conduit à un courant entre la pointe et l'échantillon sans aucun contact mécanique. Ce courant dit à eff et tunnel est utilisé pour

étudier la topographie électronique à l'échelle sub-nanométrique d'une surface de graphite (HOPG) fraîchement préparée. En balayant la pointe ligne par ligne sur la surface, les atomes de graphite et la structure hexagonale sont alors imagés.

Les diff érentes tâches sont :

- Préparer une pointe en Pt-Ir et l'échantillon de graphite pyrolytique orienté (HOPG) et approcher la pointe de l'échantillon.

- Étudier la topographie des couches et la hauteur des marches entre les couches voisines en mode courant constant.

- Visualiser l'arrangement des atomes de graphite en optimisant les paramètres d'effet tunnel et de balayage.

- Interpréter la structure en analysant les angles et les distances entre les atomes et les rangées atomiques et en utilisant le modèle de graphite 2D et 3D.

- Mesurer et comparez les images dans les modes à hauteur constante et à courant constant.

Commentaires :

Observez les atomes en quelques minutes. Système conçu sur mesure pour être utilisé dans les laboratoires d'enseignement.

Le microscope est constitué d'un seul instrument compact et portable, aucun instrument supplémentaire n'est nécessaire. Isolé des vibrations pour des résultats meilleurs et reproductibles. Peut être utilisé à la fois pour l'imagerie de résolution atomique et pour la spectroscopie. Possibilité d'eff ectuer des expériences supplémentaires

avec un échantillon d’or.

- Microscope à eff et tunnel compact – STM

- Outillage nécessaire pour la préparation des pointes

- Fil en Pt-Ir pour pointes : longueur 30 cm, diam. 0,25 mm

- Echantillons : graphite (HOPG), fi lm or (111) et 4

supports d'échantillon

- Alimentation (100-240 V, 50/60 Hz), câble USB

- Logiciel d'enseignement et d'apprentissage interactif