【求助】扫描隧道显微镜量子力学中的隧道效应原理

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小中大

扫描隧道显微镜是根据量子力学中的隧道效应原理，通过探测固体表面原子中电
子的隧道电流来分辨固体表面形貌的新型显微装置。

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小中大

根据量子力学原理，由于粒子存在波动性，当一个粒子处
在一个势垒之中时，粒子越过势垒出现在另一边的几率不为零，这种现象称为隧道效应。
由于电子的隧道效应，金属中的电子并不完全局限于金属表面之内，电子云密度
并不在表面边界处突变为零。

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会穿过两个电极之间的势垒，通过电子云的狭窄通道流动，从一极流向另一极，形成隧道电流 I 。隧道电流 I的大小与针尖和样品间的距离s 以及样品表面平均势垒的高度φ有关，其关系为I∝Ue-A√ps，式中A 为常量。如果s以0.1nm为单位，φ eV为单位，则在真空条件

冰激凌[使用道具]
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小中大

并不在表面边界处突变为零。在金属表面以外，电子云密度呈指数衰减，衰减长度约为1nm。用一个极细的、只有原子线度的金属针尖作为探针，将它与被研究物质(称为样品)的表面作为两个电极，当样品表面与针尖非常靠近(距离＜1nm)时，两者的电子云略有重叠，如图2 所示。若在两极间加上电压U，在电场作用下