Władziewicz Emilia STM zdelokalizowanych orbitali...

Odnośniki

Smutek to uczucie, jak gdyby się tonęło, jak gdyby grzebano cię w ziemi.

Umożliwiają one swobodny ruch elektronów w kierunku
równoległym do warstw, co zapewnia grafitowi wysokie przewodnictwo elektryczne w tym
kierunku.
Poniższy wykres przedstawia charakterystykę prądowo-napięciowa grafitu.

25
Natężenie [nA]
20
15
10
5
0
-0,6
-0,4
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
-5
Napięcie [V]
-10
-15
-20
Rysunek 11 Charakterystyka prądowo-napięciowa grafitu

3. Dyskusja wyników
Mikroskopia STM umożliwia obrazowanie z atomową rozdzielczością. Tę niezwykłą cechę
ilustruje fakt, iż możliwe było za jej pomocą obliczenie odległości pomiędzy atomami
węgla w graficie. Średnia obliczona odległość to 1,588 Å. Podawana w literaturze wartość
to 1,418 Å [2], zatem otrzymany wynik można uznać za poprawny.
Skaningowa mikroskopia elektronowa umożliwia także sprawdzenie, z ilu warstw składa
się taras znajdujący się na powierzchni grafitu. Otrzymana wartość – 2, 417 jest dość
daleka od liczby całkowitej, jednak należy pamiętać, iż w obliczeniach użyto wartości
będącej odległością pomiędzy kolejnymi warstwami grafitu, bez uwzględnienia grubości
pojedynczej warstwy.
Uzyskane obrazy są zniekształcone, co wpłynęło z pewnością na obliczenia. Powodem
zniekształceń mógł być dryf termiczny oraz drgania zewnętrzne. Warunki
przeprowadzania pomiarów dalekie były od pożądanych – niemal dwudziestoosobowa
grupa w pomieszczeniu laboratoryjnym powodowała zmianę temperatury oraz silne
drgania, akustyczne oraz mechaniczne, co na poziomie atomowym zapewne wywołało
drastyczne zmiany warunków.
Ze względu na zastosowanie zjawiska tunelowania, próbki obrazowane w STM-ie muszą
być przewodnikami lub półprzewodnikami. Uzyskana charakterystyka prądowo
napięciowa grafitu pozwala wnioskować, iż jest on przewodnikiem. Na wykresie nie
można zaobserwować charakterystycznego dla półprzewodników płaskiego odcinka,
równoległego do osi poziomej, odpowiadającego przerwie energetycznej.

4. Wnioski

 Obliczona odległość między atomami w warstwie grafitu wynosi (1,588 ± 0,024) Å.
 Badany taras składa się z dwóch warstw grafitu.
 Na uzyskane obrazy duży wpływ mają drgania zewnętrzne oraz dryf termiczny.
 Grafit jest przewodnikiem.

5. Literatura
[1] Howland Rebecca, Benatar Lisa, STM/AFM Mikroskopy ze skanującą sondą. Elementy
teorii i praktyki., przeł. Michał Woźniak , Warszawa, 2002.
[2] Rozpłoch F., Patyk J., Stankowski J., Graphenes bonding forces in graphite, „Acta Physica Polonica” 2007, nr 3, s. 557-562.
[3] I. Horcas, R. Fernandez, J.M. Gomez-Rodriguez, J. Colchero, J. Gomez-Herrero, and A.M. Baro, Review of Scientific Instruments 78, 013705 (2007).
Pomiarów oraz opracowania otrzymanych wyników dokonano przy pomocy WSxM 4.0
Develop 12.3 Copyright August 2008 Nanotec Electronica S.L.