北 京 四 中

课外拓展

　　一：扫描隧道显微镜
　　扫描隧道显微镜(简称SIM)是1982年德国科学家研制成功的。SIM具有原子级的分辨率，可直接观察到原子在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物理化学性质。SIM的基本原理是基于量子的隧道效应。将原子线度(nm级，即10^—9m)的极细针尖和被研究物质的表面作为两个电极，当针尖与样品物质的距离非常接近时(通常小于1nm)，在外加电场的作用下，电子会穿过两个电极之间的绝缘层流向另一电极，这种现象叫做隧道效应，产生的电流称为隧道电流。隧道电流的强度对针尖与样品表面之间的距离非常敏感。通过电子反馈回路可以控制隧道电流不变，即控制针尖与样品表面的距离始终不变，再通过计算机系统控制针尖在样品表面扫描，这样，针尖就随着样品表面的起伏而起伏，从而使针尖的运动轨迹就是样品表面的形貌。

　　二：怎样用原子组成最小的汉字“中国”?
　　中国科学院北京真空物理实验室的研究人员于1993年底至1994年初，以超真空扫描隧道显微镜(SIM)为手段，在硅晶体表面上开展了原子操纵的研究，取得了具有世界水平的成果。他们在室温下，用SIM的针尖，并通过针尖与晶体表面之间的相互作用，把硅晶体表面的原子拔出，从而在晶体表面上形成了一定规则的图形，如“中国”等字样，这些沟槽的线宽平均为2nm。目前只有很少的几个国家拥有这种技术手段。