https://www.youtube.com/watch?v=qIZaKLQKsB8


Lecture 22 : Scanning Tunneling Spectroscopy ILecture 22 : Scanning Tunneling Spectroscopy Iwww.youtube.com


국적에 맞게 인도 대학 교수님이 설명해주시니 잘 듣자....

는 농담이고



1. STM을 이용한 물질의 국소적 전자구조 연구 (물리학과 첨단기술 특집기사)

https://webzine.kps.or.kr/inc/down.php?fileIdx=6340


STS의 측정법에 대해서 잠시 이야기해보자. STM에서는 시료에 팁을 0.5 nm 수준까지 접근하여 이미징을 수행한다. 그러다가 STS를 하려면 되먹임 회로의 역할을 수십 초간 정지시키고 시료의 전압을 수 볼트 범위에서 변화시키면서 터널링 전류와 그 전도도변화(differential conductance, dI/dV)를 측정한다. 양자역학의 페르미 황금률(Fermi golden rule)에 몇 가지 근사를 취해보면 이 dI/dV 값이 DOS에 해당하는 양임을 알 수 있다. [3] 실제로 dI/dV를 측정하는 방법에는 두 가지가 있다. 하나는 일반적으로 전압을 변화시키면서 전류를 측정하여 I/V 곡선을 얻은 뒤, 이를 단순히 수학적인 방법으로 전압에 대하여 미분하는 방법이다. 그러나, 이 방법은 신호-잡음비(Signal-to-Noise ratio)에 매우 민감하다. 따라서 신호잡음비의 영향을 감소시키기 위해 측정시간을 늘려야 하는 단점을 지니고 있다. 또 다른 방법은 그림 2와 같이 lock-in amplifier라는 장치를 이용하여 직접적으로 전류와 그 미분신호를 동시에 측정하는 lock-in detection 방법이 있다. 이 방법에서는 앞선 방법에 비해 향상된 신호잡음비를 가지고 미분신호를 얻을 수 있다. Lock-in detection 방법은 상관함수(correlation function)의 개념을 기본으로 한다. 


팁과 시료에 인가되는 DC 전압과 더불어 lock-in amplifier로부터 특정 주파수의 매우 작은 진폭을 갖는 AC 신호를 인가해준 다. 팁-시료를 통과한 터널링 전류는 처음의 AC 신호와 비교 해 볼 때 위상차가 발생하게 된다. 이때 발생하는 위상차와 미분신호 사이의 관계를 이용하여 lock-in amplifier는 실시 간으로 미분신호를 출력할 수 있다. 대부분의 그룹에서 이와 같은 lock-in detection 방법을 이용하여 미분신호를 측정하 고 있다. 보통 의미 있는 미분신호를 얻기 위해서 긴 시간 동안 측 정하여 되먹임 회로의 역할을 수십 초간 정지시킨다. 원리적 으로 시료와 팁의 거리가 고정되어야 하는데 실제로는 불균 일한 온도분포 등 다양한 외적 요인에 의해 이 거리가 변화 하기 쉽다. 만약 그 거리가 30초 동안 0.5 nm 줄어들면 팁 이 시료에 접촉하게 되어 실험을 망치게 되고, 0.1 nm만 줄 어들어도 전류가 의도한 바 없이 몇 배 증가하게 되므로 역 시 측정이 되지 않는다. 그만큼 터널링 전류가 팁-시료 거리 에 매우 민감하다는 것인데 이것이 STM의 공간 분해능이 높 은 이유인 동시에 STS가 어려운 이유이기도 하다. 되먹임회 로의 도움 없이 시료와 팁의 거리를 일정하게 잘 유지하려면 STM 헤드, 구동회로, 진동방지 장치 등이 그만큼 높은 안정 성을 가져야 한다. 이 중 STM 헤드의 안정성은 온도를 낮출 수록 높아져서 STS를 수월하게 할 수 있는 장비는 액체헬륨 이나 액체질소를 이용하여 온도를 낮춘 저온용 STM이다.

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그림과 더 자세한 설명은 링크로 가서 읽어 보자...유동이라 못올림




2.

https://blog.naver.com/scyoon3973/222884076225

MAM 197 주사 터널링 분광학 (Scanning tunneling spectroscopy, STS) – 재료 분석 방법들의 목록 (List of Materials Analysis Methods, 250 Items) 중에서본 자료는 위키피디아(Wikipedia)의 웹 페이지 “List of materials analysis methods”에 언급되고 있는...blog.naver.com


전공자가 위키백과 내용 제대로 번역해둔 블로그도 있음