如何在纳米尺度上直接测量纳米结构中的物理化学及量子输运特性,是目前半导体自旋电子学和新型纳米器件研究所面临的、迫切需要解决的难题。传统的SPM技术因其功能单一而不能满足这方面的需求。本项目将要研制的工作在极端条件下且具有独立精确定位功能的双探针AFM系统,每个探针不仅可用于成像,还可用作纳米电极、局域电荷和自旋的注入与探测等,并且弥补了双探针STM系统的不足,因而较好地解决了这个问题。整个系统将由
基于石英音叉的动态原子力显微技术,由于充分地利用了石英音叉极高的选频能力(高Q值),大大提高了对谐振频率移动(相互作用力)的探测精度,实现了在微观尺度下对相互作用力在皮牛量级上的探测,较大地提高了原子力显微镜的分辨率-具有甚至比STM更高的分辨能力,同时因其结构刚性、简捷以及很高的温度稳定性和价格低廉等特点不仅被用于其它多种力镜的构筑(如SNOM,MFM等),而且兼有STM的功能以及在多种环境下工作的潜力,目前已逐渐成为构筑新一代SPM家族的基本单员,因此掌握基于石英音叉的动态AFM核心技术对于开展纳米尺度的基础和应用研究具有十分重要的意义。但由于这项新兴技术具有较高的技术门槛,目前主要掌握在德国和日本等极少数实验室中,并已开始逐渐走向商业化制作。本项目中我们在国家基金委的资助下,历经三年的运作,终于突破和掌握了这种核心技术,并在大气下实现了纵向具有原子尺度、横向具有纳米尺度分辨能力的成像。