RELATÓRIO III – Scanning Tunneling Microscopy (STM)

Disciplina: Microscopia Atômica e Tunelamento

RELATÓRIO III – Scanning Tunneling Microscopy (STM)
Aula experimental realizada em 29 de março de 2011

1. Introdução

O Scanning Tunneling Microscopy (STM) foi o primeiro instrumento a gerar imagens espaciais reais de superfícies com resolução atômica.
Os STMs utilizam uma precisa ponta condutora, com uma voltagem parcial aplicada entre a ponta e a amostra. Quando a ponta é levada a uma distância de 10 Å da amostra, elétrons da amostra começam a tunelar através de uma fenda de 10 Å até a ponta, ou vice versa dependendo do sinal parcial da voltagem aplicada.
A corrente de tunelamento resultante varia com o espaçamento ponta-amostra, e este é o sinal usado para criar uma imagem STM. Para o tunelamento de um espaço dado, tanto a amostra como a ponta devem ser condutores ou semicondutores. Esta corrente de tunelamento é um fenômeno que não pode ser explicado pela física clássica, é um efeito previsto pela mecânica quântica.

1.1. Natureza ondulatória as partículas e Mecânica Quântica

Podemos descrever a luz sob duas formas distintas, tanto como ondas eletromagnéticas quanto como partículas dotadas de energia e momento. Alguns fenômenos da natureza só podem ser explicados se considerarmos a luz sob forma de onda eletromagnética; outros fenômenos exigem que seja considerado seu caráter de partícula. Portanto, temos que estes dois modelos se completam e ambos devem ser considerados corretos.

Em determinadas circunstâncias, partículas como os elétrons também apresentam características ondulatórias.
Ondas da matéria são descritas por uma função complexa e imaginária ψ que contém todas as informações a respeito da partícula.
A grandeza |ψ|² é conhecida por densidade de probabilidade e é dada por |ψ|² = ψ.ψ*.
A função de onda ψ não pode ser medida, entretanto ψ² pode.
A probabilidade de se encontrar uma partícula no intervalo a < x< b é

Pab =

Sendo Pab, portanto, a área sob a curva da