實驗原理

STM是SPM家族中最基本也最重要的微納米檢測與研究工具之一。其工作原理基于微探針（針尖）與樣品之間的隧道效應及隧道電流。當一根十分尖銳的針尖在縱向充分逼近施加了一定偏壓的樣品表面至數納米甚至更小間距S時，針尖尖端的原子與樣品表面原子之間將產生隧道電流It。根據量子力學的隧道效應理論，It與間距S之間存在負指數關系，探測隧道電流It的大小，即可檢測出間距S的大小，當針尖在橫向掃描樣品時，即可獲得根據隧道電流的變化而獲得樣品表面的三維微納米形貌。

儀器特點

特有的臥式STM探頭

具有特有的臥式STM探頭設計， 降低了探頭的整體重心，消除了粗調與微調逼近機構的垂直蠕動； 配備USB視頻顯微監控系統，可實現微探針操作與進給過程的可視化，更好更直觀地滿足使用者的操作要求。 新型STM探頭及儀器性能更加穩定和優越。

穩定的三軸壓電掃描器

采用互相正交的三軸壓電陶瓷掃描控制器，X、Y、Z三軸壓電陶瓷之間互不耦合，可保證掃描圖像不因耦合而失真；掃描器具有更好的掃描線性和獨立性、更高的強度和剛度，兼具更強的掃描驅動力，能同時適用于較小與較大、較輕與較重樣品的掃描成像。

優化的檢測與控制系統

采用優化的微納米掃描與反饋控制電路系統，配以多路高精度A/D&D/A控制接口，可獲得更高的掃描分辨率、更好的重復性和更佳的圖像質量。

完善的軟件界面與功能

功能強大、界面友好，可適用于Windows XP/Win7/Win8/Win10等操作系統。一般操作者均可輕松而熟練地掌握，只需點擊鼠標，即可完成從圖像掃描到圖像處理及數據信息計算的全部操作。可用鼠標任意選擇局部掃描區域，實現圖像平移、定位和縮放；可設定掃描次數并自動控制掃描停止；具有實現X、Y方向的面掃描和線掃描的功能；可獲得樣品表面的納米級三維形貌結構和截面線；高質量的彩色/黑白平面圖像顯示與三維立體圖像顯示；具有圖像的二維和三維納米標尺標注功能及粒徑測量功能；具備納米級表面微觀粗糙度的統計及計算功能；可精確測定樣品表面的微納米級臺階高度和深度；完善的圖像處理功能，包括裁剪、粘貼、旋轉、對比調節、亮度調節、顏色調整、背景色調整、圖像平滑、濾波等。

簡單便捷的儀器操作

STM的操作十分簡單和便捷，一般操作人員即可完成，無需專人操作和維護。安裝探針、安裝樣品、粗調和微調進樣、圖像掃描、圖像存儲等操作，均可在1分鐘內完成。特別適用于科學研究、教學實驗及產品檢測。

高穩定性與抗干擾能力

STM既可在良好的實驗條件下完美工作，也可在有一般實驗室、普通桌面、有輕微振動、有環境干擾、有光照等條件下正常運作，快速掃描觀察各種微納米樣品，獲得理想的圖像和微納米結構信息。具備更好的穩定性和抗震性，更強的抗（光、電、磁等）干擾能力，更快的掃描速度（最快1幅圖像/10秒，作為對比，進口儀器的掃描速率一般為1幅圖像/10~20分鐘，甚至更慢）。

高適用性廣泛應用領域

可同時適用于科學研究、本科生和研究生的教學實驗及納米技術產品的檢測，廣泛適用于各種金屬、導體、半導體、磁體、非磁體等材料樣品的掃描檢測。對被測材料樣品無特殊要求，免去繁瑣的樣品制備過程，可直接掃描獲得微納米結構信息。

實驗內容與典型實驗數據

部分掃描測試樣品的STM圖像

部件列表