实验原理

STM是SPM家族中*基本也*重要的微纳米检测与研究工具之一。其工作原理基于微探针（针尖）与样品之间的隧道效应及隧道电流。当一根十分尖锐的针尖在纵向充分逼近施加了一定偏压的样品表面至数纳米甚至更小间距S时，针尖尖端的原子与样品表面原子之间将产生隧道电流It。根据量子力学的隧道效应理论，It与间距S之间存在负指数关系，探测隧道电流It的大小，即可检测出间距S的大小，当针尖在横向扫描样品时，即可获得根据隧道电流的变化而获得样品表面的三维微纳米形貌。

仪器特点

特有的卧式STM探头

具有特有的卧式STM探头设计， 降低了探头的整体重心，消除了粗调与微调逼近机构的垂直蠕动； 配备USB视频显微监控系统，可实现微探针操作与进给过程的可视化，更好更直观地满足使用者的操作要求。 新型STM探头及仪器性能更加稳定和优越。

稳定的三轴压电扫描器

采用互相正交的三轴压电陶瓷扫描控制器，X、Y、Z三轴压电陶瓷之间互不耦合，可保证扫描图像不因耦合而失真；扫描器具有更好的扫描线性和独立性、更高的强度和刚度，兼具更强的扫描驱动力，能同时适用于较小与较大、较轻与较重样品的扫描成像。

优化的检测与控制系统

采用优化的微纳米扫描与反馈控制电路系统，配以多路高精度A/D&D/A控制接口，可获得更高的扫描分辨率、更好的重复性和更佳的图像质量。

完善的软件界面与功能

功能强大、界面友好，可适用于Windows XP/Win7/Win8/Win10等操作系统。一般操作者均可轻松而熟练地掌握，只需点击鼠标，即可完成从图像扫描到图像处理及数据信息计算的全部操作。可用鼠标任意选择局部扫描区域，实现图像平移、定位和缩放；可设定扫描次数并自动控制扫描停止；具有实现X、Y方向的面扫描和线扫描的功能；可获得样品表面的纳米级三维形貌结构和截面线；高质量的彩色/黑白平面图像显示与三维立体图像显示；具有图像的二维和三维纳米标尺标注功能及粒径测量功能；具备纳米级表面微观粗糙度的统计及计算功能；可精确测定样品表面的微纳米级台阶高度和深度；完善的图像处理功能，包括裁剪、粘贴、旋转、对比调节、亮度调节、颜色调整、背景色调整、图像平滑、滤波等。

简单便捷的仪器操作

STM的操作十分简单和便捷，一般操作人员即可完成，无需专人操作和维护。安装探针、安装样品、粗调和微调进样、图像扫描、图像存储等操作，均可在1分钟内完成。特别适用于科学研究、教学实验及产品检测。

高稳定性与抗干扰能力

STM既可在良好的实验条件下**工作，也可在有一般实验室、普通桌面、有轻微振动、有环境干扰、有光照等条件下正常运作，快速扫描观察各种微纳米样品，获得理想的图像和微纳米结构信息。具备更好的稳定性和抗震性，更强的抗（光、电、磁等）干扰能力，更快的扫描速度（*快1幅图像/10秒，作为对比，进口仪器的扫描速率一般为1幅图像/10~20分钟，甚至更慢）。

高适用性广泛应用领域

可同时适用于科学研究、本科生和研究生的教学实验及纳米技术产品的检测，广泛适用于各种金属、导体、半导体、磁体、非磁体等材料样品的扫描检测。对被测材料样品无特殊要求，免去繁琐的样品制备过程，可直接扫描获得微纳米结构信息。

实验内容与典型实验数据

部分扫描测试样品的STM图像

技术参数

可同时用于科学研究、研究生科研与教学、本科生科研与教学，使用简明，操作便捷，无需专人维护。

采用独特的卧式探头设计，可完全克服探针或样品在垂直方向的蠕动，具有更好的抗震性及稳定性。

配备USB视频显微监控系统，可实现微探针操作与进给过程的可视化，更好更直观地满足使用者的操作要求。

能够在普通实验室、普通实验台、普通教室、普通桌子等条件下正常运行。

能够在有光照、有轻微振动及有人员走动的一般环境条件下正常工作。

**扫描范围：4000 nm x 4000 nm。

扫描成像分辨率：横向0.2 nm，纵向优于0.1 nm（隧道电流分辨率0.01nA）。

扫描成像速率：可任意调节，**扫描速率1幅图像/10秒。（作为对比，国外同类仪器扫描速率仅为1幅图像/10~20分钟，甚至更慢）。

样品台及样品大小：**30 mm x 30 mm x 10 mm。

图像采样像素点：可提供100 x 100点/幅，200 x 200点/幅，400 x 400点/幅；或256 x 256点/幅，512 x 512点/幅的扫描像素点，图像灰度等级256。

图像格式：通用的BMP格式，并可转换成任何图像格式存储、打印。

每台STM配20组微探针。

配置一体机电脑及彩色液晶显示器，配置STM扫描与图像处理软件。

配备USB光学显微镜与数码显微监控系统，**视场1500 μm，光学分辨率0.5 μm。