I BÖLMƏ OPTO NANOELEKTRONİKA - Bakı Dövlət Universiteti

Fizikanın müasir problemləri VI Respublika konfransı
заключается в определении зависимости тока от напряжения при фиксированном и не
изменяющемся расстоянии между исследуемым образцом и зондом через которые и
проходит туннельный ток. Выражение для туннельного тока при условии слабой связи
между электронными состояниями на поверхности иглы и образца имеет вид [5]
(1)
где - туннельный ток, E – энергия данного электронного состояния, М – матричный
элемент туннельных переходов, - функция Ферми, (E) – функция плотности
электронных состояний в образце (s) и в игле (t), – туннельное напряжение.
При малом напряжении и если острие иглы имеет форму полусферы с радиусом
r, а волновая функция описывающая электронную структуру поверхности образца,
имеет форму s –типа, формулу (1) можно упростить [5]:
(2)
При положительном напряжении, приложенном к образцу, электроны
туннелируются из заполненных состояний зоны проводимости иглы на свободные
состояния зоны проводимости образца. При отрицательном напряжении электроны
туннелируются из заполненных состояний зоны проводимости образца в зонд[6].
Исследования проводились методами СТМ в комнатных условиях на сколотой
поверхности слоистых полупроводниковых кристаллах типа GaSe, GaS и InSe
полученные методом Бриджмена на поверхности (0001). Исследуемые поверхности
кристаллов были получены методом скола (лезвием или скотчем) а для получения
омического контакта на обратную сторону исследуемой поверхности припаивалась
медная проволока, которая заземлялась на корпус силового-туннельного микроскопа.
Исследуемый образец устанавливался на сканирующий столик туннельного
микроскопа не позднее 2-3мин. после скола.
На рис.1 показаны изображения СТМ рельефа и туннельного тока при напряжении
смещения -0,05В и скорости сканирования при прямом и обратном ходе 5,2 мкм/сек на
поверхности 5,5 мкм 2 . Разность высот рельефа при СТМ сканировании составил 160
нм. Изменение туннельного тока между иглой и поверхность составил от -150 нА до
+150нА.
а) б)
Рис.2. СТМ изображения рельефа (а) и туннельного тока (б) поверхности
полупроводникового кристалла GaSе.