掃描穿隧顯微術

五、結論

STM的發明給予科學界前所未有的能力,使得探測及操縱材料表面的原子、分子,不再只是夢想。此技術自1980年代初期發明至今,短短20年間,已蓬勃發展,使用範圍涵蓋物理、化學、生物、及材料等科學領域,並衍生出各式各樣的顯微技術及應用。相信在不久的將來,它對人類學術界及產業界的影響及貢獻,將不下於光學及電子顯微術。掃描穿隧顯微術可應用於研究的領域十分廣泛,包括金屬及半導體的表面物理現象:如表面結構及相變,表面電子態分佈等;動態現象:如原子或分子擴散、吸附、磊晶成長等;表面化學現象:如腐蝕、沉積、光激發等;甚至生物樣品如DNA或細胞之結構分析等。由於其極高的解析能力,對於奈米尺寸結構(nanostructure)的研究,將是一大利器。除此之外,其探針還可作為操縱表面原子或分子的工具,提供了更寬廣的研究及想像空間。

附註

1.矽(111)是矽晶格的某一特殊對稱性的表面,晶格是一有週期規律性的三度空間結構,在各個不同方向有不同的對稱性及週期。矽晶格為鑽石結,(111)方向的命名請參考文獻4,矽(111)表面為與(111)方向垂直的平面。很多半導體及部分金屬的表面原子會重新鍵結而具有較晶格內部更大的週期,此稱為表面重構(surface reconstruction),矽(111)表面的7×7重構的週期為27埃×27埃,晶格與內部(111)方向垂直的平面則為3.86埃×3.86 埃,剛好是7倍×7倍,“7×7”的命名由此而來。

2.該IBM研究群後來又搬移近百顆鐵原子形成中文「原子」二字,此圖可參考12月2日(1996年)《TIME》亞洲版的第69頁。