Tip apex charging effects in tunneling spectroscopy
从理论和实验上研究了STM针尖带电对表面量子态电子输运的影响。电流和微分电导的计算进行了格林函数技术和紧束缚哈密顿。结果表明，尖锐的STM针尖被额外占据，这种额外的电荷打破了正负STM电压的电导对称性。用两个STM针尖（钝的和锋利的）对Ag岛进行的实验证实了我们的理论计算。
2009-11-23 cond-mat.mes-hall
Nanoscale tip positioning with a multi-tip scanning tunneling microscope using topography images
多针尖扫描隧道显微镜（STM）是在纳米尺度上进行电荷输运测量的有力手段。利用位于样品表面的四个STM针尖，可以在专用几何配置中进行四点电阻测量。在这里，我们提出了一种替代最常用的扫描电子显微镜（SEM）成像来推断相应的尖端位置。在由光学显微镜监测的初始粗定位之后，STM扫描本身用于确定尖端间距离。一个大的STM概览扫描作为参考图。在参考标测图和小比例尺图像中识别具有单个尖端的相同地形特征，允许识别尖端位置，对于约1 $μ$ m的典型尖端间距，精度约为20 nm。为了校正STM的压电元件的非线性偏转、蠕变和滞后等效应，必须进行仔细的校准。
2022-01-27 cond-mat.mes-hall
Optimizing tip-surface interactions in ESR-STM experiments
本文理论研究ESR-STM中针尖与Fe/MgO吸附原子的相互作用，提出优化针尖距离、降低电压噪声退相干及推断失谐角的实验方案，以提升单自旋共振测量精度。
2022-12-27 cond-mat.mes-hall
On the possibility of exploring tip-molecule interactions with STM experiments
提出了一种分析单分子在扫描隧道显微镜（STM）固定探测区停留时间的理论。该方法是针对一维分子扩散而开发的，并且可以通过使用相同的方法扩展到二维。明确的结果推导出一个和谐的吸引和排斥尖端分子相互作用。应用该理论可以估计STM针尖和分子之间相互作用的类型和强度。这包括当尖端被分子装饰时估计分子-分子相互作用的可能性。尽管我们专注于STM，但这一理论可以类似地应用于监测单分子的其他实验探针。
2022-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio analysis of superstructures revealed by STM on bilayer graphene
在这项工作中，我们进行了密度泛函理论计算的扭曲双层石墨烯（BLG）。几个conmensurable旋转角度进行了分析，并为每一个恒定的高度模式STM图像。根据Tersoff-Hamman理论计算的STM图像再现了实验观察到的主要特征，特别是超结构和巨大的波纹。在这种方式中，我们确认，STM表征扭曲BLG可以产生超结构，其隧穿电流强度最大值发生在区域与$AA$堆叠。此外，我们给出了新的证据，有利于电子起源的上层建筑，而不是另一个物理基础。
2012-03-13 cond-mat.mes-hall
Simulating STM transport in alkanes from first principles
模拟表面上的分子的扫描隧道显微镜测量传统上是基于微扰的方法，最典型的采用Tersoff-Hamann方法。这假设STM尖端远离样品，使得两者不相互作用。然而，当尖端接近分子以执行测量时，尖端和衬底之间的静电相互作用可能产生非平凡的电势分布、电荷转移和力，所有这些都可能改变分子的电子和物理结构。这些影响进行了调查与从头计算量子输运代码SMEAGOL，结合非平衡格林函数形式主义与密度泛函理论。特别是，我们调查链烷乙氧基化分子终止与CH 3或CF 3端基金表面上，最近的实验数据。我们讨论了STM针尖和分子之间的相互作用，以及分子和电极之间的不对称电荷转移的影响。
2009-01-21 cond-mat.mes-hall
Accurate measurement of atomic magnetic moments by minimizing the tip magnetic field in STM-based electron paramagnetic resonance
用扫描隧道显微镜（STM）进行的电子顺磁共振（EPR）允许以MHz的能量分辨率探测单个原子物种的自旋激发。常规EPR的基本应用之一是精确测定磁矩。然而，在STM中，自旋极化尖端的局部磁场可以在EPR的磁矩测量中引入系统误差。我们建议解决这个问题，找到尖端样品的距离，在该距离下，由尖端的磁场引起的EPR共振位移最小化。为此，我们测量了不同射频下的共振场对针尖-样品距离的依赖关系，并确定了发现真实磁矩的特定距离。此外，我们还表明，针尖的影响可以通过使用磁性探针来平均，这为使用EPR-STM精确测量表面原子的磁矩提供了一种补充方法。
2021-11-09 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Quantum interference effects in a system of two tunnel point-contacts in the presence of single scatterer: simulation of a double-tip STM experiment
从理论上研究了含有两个隧道点接触和单个次表面散射体的系统的电导。这个问题在s波散射近似中得到解决，给出了系统的波函数和电导的解析表达式。分析了电子波通过不同接触点的干涉及其与缺陷散射波的干涉所引起的电导振荡。讨论了利用电导随接触距离的变化关系来确定金属表面下杂质深度的前景。它示出的应用程序的外部磁场的结果在Aharonov-Bohm型振荡的电导，其周期允许检测的深度的缺陷在一个双尖端STM实验。
2010-11-30 cond-mat.mes-hall
The origin of high-resolution IETS-STM images of organic molecules with functionalized tips
最近，家庭的高分辨率扫描探针成像技术，使用装饰的提示已被称赞的方法的基础上非弹性电子隧道能谱（IETS）。这项新技术通过映射位于扫描隧道显微镜（STM）尖端顶端的单个一氧化碳（CO）分子的振动能来解析有机分子的内部结构。在这里，我们解释了高分辨率IETS成像扩展模型早期开发的STM和原子力显微镜（AFM）成像与装饰提示。特别是，我们表明，装饰与CO的尖端作为一个纳米级的传感器，改变的CO受挫翻译的能量响应于表面电位的局部曲率的变化。此外，我们表明，高分辨率的AFM，STM和IETS-STM图像可以提供信息的分子内电荷转移沉积在一个表面上。为了证明这一点，我们扩展了我们的数值模型，考虑到静电力之间的装饰尖端和表面Hartree电位。
2014-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Contrast stability and "stripe" formation in Scanning Tunnelling Microscopy imaging of highly oriented pyrolytic graphite: The role of STM-tip orientations
高取向热解石墨（HOPG）是一种重要的基体材料，通常被用作扫描隧道显微镜（STM）校准的标准，因此准确解释HOPG STM对比度具有重要的基础和应用价值。我们证明STM模拟的基础上获得的电子结构从第一性原理的STM尖端顶点相对于HOPG基板的相对局部取向有相当大的影响HOPG STM对比度。对于HOPG的实验STM分析重要的是，模拟表明，保持$d_{3z^2-r^2}$尖端-顶点状态对STM电流的主要贡献的局部尖端旋转仅影响HOPG STM对比度的次要特征，从而导致“条纹”形成并使主要对比度不变。相反地，尖端旋转导致来自$m\ne 0$尖端-顶点电子态的增强的贡献可以引起初级对比度的三角形-六边形变化。我们还报告了偏置电压依赖的STM形貌亮度相关性方面的两个STM模拟模型与实验的比较，并讨论了我们的研究结果HOPG（0001）表面结合不同的尖锐度和终端的钨尖模型。
2014-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Crystalline hydrogenation of graphene by STM tip-induced field dissociation of H$_2$
我们已经开发了一种新的方法，在纳米尺度上结晶氢化石墨烯。分子氢在5K下物理吸附到Cu（111）上生长的原始石墨烯岛上。扫描隧道显微镜尖端局部的场发射使H $_2$解离并产生氢化石墨烯。在较低的覆盖率，孤立的点缺陷被发现在石墨烯上，并归因于化学吸附H的顶部和底部表面。重复H $_2$暴露和场发射产生小片，然后完全覆盖结晶$\sqrt{3}$ $\times$ $\sqrt{3}$ R30°相，以及较不密集堆积的3 $\times$ 3和4 $\times$ 4结构。氢化可以通过用更高的偏置电压成像来逆转。
2017-06-04 cond-mat.mes-hall
Fano fingerprints of Majoranas in Kitaev dimers of superconducting adatoms
我们从理论上研究了一个由STM和AFM针尖组成的Fano干涉仪，该干涉仪靠近超导吸附原子的Kitaev二聚体，其中吸附原子放置在AFM针尖下，包围着一对Majorana费米子（MF）。当库珀对离域进入针尖下吸附原子的结合能$Δ$与它们之间的隧穿振幅$t$一致时，即$Δ$ = $t$，我们发现只有一个位于针尖下的微扰分子与耦合到STM针尖上的吸附原子杂交。其结果是，一个门不变性功能出现：Fano轮廓的透射率上升作为一个不变的量取决于STM提示费米能量，由于在AFM针尖的栅极电位的对称交换。
2016-05-18 cond-mat.mes-hall
Fourier Transform Analysis of STM Images of Multilayer Graphene Moiré Patterns
借助一个简单的模型，我们分析了由取向错误的双层和三层石墨烯堆叠产生的简单和双重莫尔图案的扫描隧道显微镜图像。据发现，该模型再现令人惊讶的是，以及在快速傅立叶变换的图像中观察到的非平凡的功能。我们指出的困难，由于这些功能在解释FFT上看到的图案。
2014-09-10 cond-mat.mes-hall
STM driven transition from rippled to buckled graphene in a spin-membrane model
我们考虑了一个简单的自旋膜模型在石墨烯中的波纹。该模型表现出从一个平坦的，但波纹膜到一个屈曲的过渡。在高温下的转变是二级的，但它是在适当的自旋-自旋耦合强度的低温下的一级。驱动系统在非平衡条件下的一阶相变，模拟与STM尖端的石墨烯膜的相互作用解释了最近的实验。特别是，我们观察到的STM电流的小值的可逆行为和不可逆的过渡，从平面波纹膜刚性屈曲膜时，电流超过一个临界值。这项工作为测试石墨烯在不同温度和静电条件下的机械性能提供了可能性。
2016-10-17 cond-mat.mes-hall
Fluorescent single-molecule STM probe
本文提出将STM针尖功能化修饰单个荧光分子，利用隧道电流激发分子阴离子产生窄线发射，证明了发射峰宽度和能量可分别探测trion-等离激元耦合强度及静电环境，并理论解释了分子与针尖接触不猝灭辐射的机制。
2023-11-28 cond-mat.mes-hall
STM contrast of a CO dimer on a Cu(1 1 1) surface: a wave-function analysis
我们提出了一种方法，用于直观地解释STM对比度调查个人波函数起源于衬底和尖端侧。我们使用定域基轨道密度泛函理论，并传播的波函数到真空区在一个真实的空间网格，包括平均的横向倒易空间。利用拉格朗日乘子法进行优化，对真空区中部的波函数进行幺正变换。该方法能够（i）减少在相应的传输矩阵中使用的贡献尖端-衬底波函数组合的数量，以及（ii）将在横向平面中具有类似对称性的波函数捆绑起来，使得（iii）可以实现对STM对比度的直观理解。应用该理论对吸附在Cu（1 1 1）面上的CO二聚体进行了单原子Cu针尖扫描，并详细讨论了其STM图像。
2018-09-13 cond-mat.mes-hall
Simulation of inelastic electron tunneling spectroscopy of single molecules with functionalized tips
通过对吸附在Cu（111）表面的单个CO分子振动光谱的第一性原理模拟，从理论上讨论了针尖在扫描隧道显微镜（STM）非弹性电子隧穿谱（IETS）中的作用.我们展示了如何化学功能化的STM提示修改的IETS强度对应于样品侧的吸附模式。潜在的倾向性规则解释使用对称性的考虑为振动模式和分子轨道的尖端和样品。这表明，单分子IETS可以通过选择适当的尖端轨道对称性进行优化。
2011-03-22 cond-mat.mes-hall
Giant Surface Charge Density of Graphene Resolved From Scanning Tunneling Microscopy and First-Principles Theory
在这项工作中，系统的恒偏置，变电流扫描隧道显微镜（STM）的测量和STM模拟从密度泛函理论，产生关键的洞察到石墨烯中的电子的空间结构。石墨烯和石墨之间的基本比较，显示石墨烯的表面电荷密度是石墨的300%。此外，模拟STM图像显示，高电流STM更好地解决了石墨烯蜂窝键合结构，因为发生在最顶端的悬挂键轨道的收缩。
2015-02-09 cond-mat.mes-hall
On local sensing of spin Hall effect in tungsten films by using STM-based measurements
利用STM测量技术对钨薄膜中的自旋霍尔效应进行了实验研究。这些测量已经通过使用钨和铁涂层钨尖端进行。在钨尖端的情况下，已经观察到，通过钨膜的电流导致相对于隧穿电压的极性的变化的隧穿电流的明显不对称。认为这种不对称性是由于自旋霍尔效应引起的自旋极化电子在钨膜表面的积累。这种不对称性不受通过膜的偏置电流的方向的改变的影响。然而，在铁涂覆钨尖端的情况下，已经观察到偏置电流方向的变化确实导致隧穿电流的额外不对称性。因此，实验证明，这种不对称性是由SHE和自旋相关的态密度的铁涂层尖端。
2017-10-10 cond-mat.mes-hall
Pseudomagnetic Fields in a Locally Strained Graphene Drumhead
最近的实验表明，扫描隧道显微镜（STM）探针尖端可以在石墨烯鼓面中产生高度局部化的应变场，这又导致石墨烯中的伪磁场，其可以以类似于光刻限定的量子点（QD）的方式在空间上限制石墨烯载流子。虽然这些实验结果很有趣，但它们在纳米电子器件中的进一步实现取决于关键基础参数的知识，这些参数仍然难以捉摸。在本文中，我们首先总结了由于与STM探针尖端和背栅电极的相互作用的石墨烯膜的变形的实验测量。然后，我们进行了系统的粗粒度，（CG），模拟提供一个机制的解释STM尖端诱导应变的石墨烯鼓面。我们的研究结果揭示了（i）STM探针尖端相对于石墨烯鼓面中心的位置，（ii）STM探针尖端和石墨烯鼓面的尺寸，以及（iii）施加的背栅电压对感应应变场和相应的伪磁场的影响。这些结果可以为未来设计和实现纳米电子学中的石墨烯量子点的可逆和按需形成提供定量指导。
2015-05-11 cond-mat.mes-hall
Robust procedure for creating and characterizing the atomic structure of scanning tunneling microscope tips
扫描隧道显微镜（STM）被广泛用于在原子尺度上研究和操纵物质。尽管STM针尖的关键作用，STM针尖的原子尺度形状的控制仍然是一个解决不好的问题。在这里，我们提出了一种方法，用于制备尖端{ \it原位}，并确保晶体结构和可重复地制备尖端结构的第二个原子层。我们展示了这样的提示从未定义的尖端形状的受控演变。
2017-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Effect of Coulomb blockade on STM current through a granular film
从理论和实验两方面研究了由STM针尖和颗粒膜组成的隧道结阵列中的电子输运。当针尖和表面颗粒之间的隧道电阻远大于颗粒之间的隧道电阻时，在阵列中产生了隧道电流的瓶颈。结果表明，库仑阶梯（CS）的周期是由电容的瓶颈。我们对Co-Al-O颗粒膜的STM实验表明，在室温下，CS具有单一的周期。这为室温下的单电子自旋电子器件提供了新的可能性。
1999-04-20 cond-mat.mes-hall
The graphene sheet versus the 2DEG: a relativistic Fano spin-filter via STM and AFM tips
我们从理论上探讨的状态密度（LDOS）探测的STM针尖的2D系统托管的吸附原子和亚表面杂质，都电容耦合到AFM针尖和穿越反平行的磁场。分析了两种设置，单层石墨烯和二维电子气（2DEG）。AFM针尖将杂质水平设置在费米能，其中出现两种相反的行为：石墨烯的Fano因子发散，而在2DEG中它接近于零。结果，LDOS的自旋简并性仅在石墨烯系统中被提升，特别是对于Fano干涉的不对称机制。这种限制的后果是一个违反直觉的现象，它包括一个占主导地位的Fano因子，由于即使有一个较强的STM吸附原子耦合的亚表面杂质。因此，我们找到了一个完整的极化电导，只需垂直位移的STM尖端的位置。据我们所知，我们的工作是第一个提出Fano效应作为石墨烯中过滤自旋的机制。这一特征源于能带结构中的无质量狄拉克电子，并允许我们将石墨烯主体用作相对论性Fano自旋过滤器。
2013-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-Polarized STM for a Kondo adatom
我们研究了自旋极化扫描隧道显微镜（STM）针尖和带有近藤吸附原子的正常金属表面导电态之间的隧穿电导随偏压的变化关系。在Fano参数$q$的整个范围内研究了针尖-基质金属和针尖-吸附原子-基质金属导电路径之间的量子干涉。自旋极化的STM引起近藤峰的分裂和零偏异常的不对称性，这取决于侧向尖端-吸附原子距离。随着横向距离的增加，近藤峰分裂表现出强烈的抑制和自旋极化电导表现出标准的Fano-Kondo轮廓。
2008-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Arbitrary tip orientation in STM simulations: 3D WKB theory and application to W(110)
我们扩展了三维（3D）Wentzel-Kramers-Brillouin（WKB）原子叠加方法中实现的轨道相关电子隧穿模型，用于模拟扫描隧道显微镜（STM），包括任意尖端取向。尖端的取向由以尖端顶点原子为中心的局部坐标系表征，该局部坐标系通过相对于样品坐标系旋转而获得。旋转由欧拉角描述。应用我们的方法，我们突出的实空间形状的电子轨道参与隧穿的作用，并分析的收敛性和轨道的贡献的隧道电流以上的W（110）表面依赖于模型钨尖的方向。我们还模拟了恒流条件下的STM图像，发现它们的质量很大程度上取决于针尖的取向。一些取向导致图像上的突起，这些突起不在W原子上方发生。这种表观原子位置的存在使得难以确定表面原子的确切位置。建议在评价其他表面上的实验STM图像时也应考虑这种尖端取向效应。所提出的计算效率的隧道模型可以被证明是有用的，通过比较STM实验与大量的模拟系统不同的尖端方向，获得更多的信息的局部尖端的几何形状和方向。
2013-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
STM/S Observations of Graphene on SiC(0001) Etched by H-plasma
采用氢等离子体刻蚀法在SiC（0001）衬底上外延生长了单层石墨烯，并利用扫描隧道显微镜和光谱仪对石墨烯进行了研究。蚀刻产生单原子深度的部分六边形纳米孔以及高度约为0.12 nm的升高区域，其在$T$ = 78 K下稳定。关于Femi能量的对称隧道谱和在升高区域上不存在$6\times6$的情况表明，在这些区域中，碳缓冲层与SiC衬底解耦，并且准自立式双层石墨烯出现在缓冲层上的原始单层石墨烯处。这是由于SiC衬底被嵌入的氢钝化的结果，如先前关于在原子氢中热处理的SiC（0001）上的石墨烯的报道。
2018-12-16 cond-mat.mes-hall
Selective resolution of phonon modes in STM-IETS on clean and oxygen-adsorbed Cu(100) surfaces
利用局域探针对表面声子色散的观测可以提供与局域结构和热性质相关的重要信息。在这项研究中，表面声子模式的Cu（100）表面上使用非弹性隧道光谱扫描隧道显微镜（STM-IETS）与原子尖测量。不同的声子模式被选择性地测量，这取决于探针的结构或表面。两种不同的表面声子模式，在19.0 meV的清洁的Cu（100）表面和13.5 meV的氧吸附的Cu（100）表面，解释了选择规则。此外，STM-IETS的空间变化表明表面应力松弛。
2018-03-06 cond-mat.mes-hall
Tailoring the atomic structure of graphene nanoribbons by STM lithography
纳米级电子学的实际实现面临着两个主要挑战：构建模块的精确工程和将其组装成功能电路。尽管碳纳米管具有特殊的电子特性，但通过耗时的过程，仅实现了基本的演示设备。这主要是由于缺乏纳米管的选择性生长和可靠的组装工艺。然而，石墨烯提供了一种有吸引力的替代品。在这里，我们报告了石墨烯纳米带（GNRs）和弯曲结的图案化，具有纳米精度，明确的宽度和预定的晶体取向，使我们能够使用扫描隧道显微镜（STM）光刻完全设计其电子结构。利用STM和隧道谱研究了带的原子结构和电子性质。开放的限制间隙高达0.5 eV，允许室温下操作的GNR为基础的设备，报告。这种方法避免了组装纳米级组件的困难，并允许实现完整的集成电路，作为室温弹道电子器件工作。
2008-06-10 cond-mat.mes-hall
Chen's derivative rule revisited: Role of tip-orbital interference in STM
在Chen的电子隧穿导数规则[C. J. Chen，Phys.Rev.B42，8841（1990）]问世25周年之际，我们对该规则进行了修正，以便基于第一性原理电子结构数据对扫描隧道显微镜（STM）进行有效的计算模拟。修正后的模型允许通过任意的能量独立的选择或基于能量相关的加权系数，通过扩展的尖端单电子波函数/状态密度投影到尖端顶点原子上获得的不同尖端轨道字符的隧穿矩阵元素的权重。该模型通过构造将STM结中的尖端-轨道干涉包含在模型中，并可对其进行定量分析。作为另一个优点，通过使用欧拉角旋转尖端顶点的坐标系并重新定义隧穿矩阵元素的加权系数，任意尖端几何取向被包括在修正模型中。我们证明了该模型的可靠性，通过将其应用到最近感兴趣的两个功能化表面，其中量子干涉效应在STM成像过程中发挥了重要作用：N-掺杂石墨烯和Ag（111）表面上的磁性Mn 2 H复合物。我们发现，所提出的隧道模型是25倍的速度比Barclay方法的计算时间，同时保持良好的协议。我们的研究结果表明，针尖的电子结构有相当大的影响STM图像，和Tersoff-Hamann模型并不总是提供足够的结果，鉴于量子干涉效应。对于这两个研究的表面，我们强调的重要性，s和pz尖端轨道之间的干扰，可以导致一个显着的对比度变化的STM图像。
2015-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Theory of STM junctions for π-conjugated molecules on thin insulating films
基于密度矩阵理论，提出了一种在扫描隧道显微镜（STM）装置中研究绝缘膜上π共轭分子输运的微观理论。一个关键的作用是在理论中的能量依赖的隧道速率占耦合的分子的尖端和基板。特别是，我们分析了如何本地化的尖端和扩展基板之间的几何差异编码的隧穿率和影响的传输特性。最后，使用苯作为一个平面的，旋转对称的分子的例子，我们计算的STM电流电压特性和电流图，并分析它们在几个相关的角动量通道。
2012-05-22 cond-mat.mes-hall
Preparation of light-atom tips for Scanning Probe Microscopy by explosive delamination
为了在STM和AFM中获得最大的分辨率，突出的尖端轨道的尺寸必须被最小化。铍作为尖端材料是增强分辨率的有希望的候选者，因为铍原子只有四个电子，导致共价半径仅为96 pm。除此之外，铍是导电的，并且具有高弹性模量，这是稳定的尖端顶点所必需的。然而，非原位制备的铍尖端覆盖有坚固的氧化层，仅通过加热尖端无法去除。在这里，我们提出了一个成功的制备方法，结合了加热的尖端场发射和温和的碰撞与一个干净的金属板。该方法产生清洁的、无氧化物的尖端表面，如通过从电流-距离曲线推导出的功函数所证明的。此外，我们还获得了Si-（111）-（7 × 7）的STM图像，证实了铍针尖的单原子终端。
2010-01-08 cond-mat.mes-hall
Atomic force microscope nanolithography of graphene: cuts, pseudo-cuts and tip current measurements
我们研究了单层和双层石墨烯的原子力显微镜纳米光刻。原位尖端电流测量表明，石墨烯的切割不是电流驱动的。使用传输测量和扫描电子显微镜的组合，我们表明，虽然伴随着尖端电流的缺口出现在石墨烯晶格的尖端电压的范围内，真正的削减的特征在于由一个强大的减少尖端电流高于阈值电压。该技术的可靠性和灵活性通过分辨率低至15 nm的石墨烯纳米器件的制造、测量、修改和重新测量来证明。
2011-02-14 cond-mat.mes-hall
The tunneling conductance between a superconducting STM tip and an out-of-equilibrium carbon nanotube
计算了超导STM针尖与Luttinger液体之间的电流和微分电导。对于无限大的单沟道LL，当相互作用弱于临界值时，隧穿电导中的SC相干峰得以保留，而当相互作用强相互作用（g <0.38）时，SC相干峰消失并被尖点特征所取代.对于一个有限尺寸的导线与非相互作用的铅接触，我们发现，然而，即使是非常强的相互作用强相互作用的峰值恢复。在存在源极-漏极电压的情况下，峰/尖点分裂，并且分裂等于电压。在零温度下，即使非常强相互作用也不会将两个峰涂抹成更宽的峰;这意味着Y. F. Chen et.等（Phys. Rev. Lett. 102，036804（2009））不排除碳纳米管中存在强相互作用。
2009-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Energy transfer channels of the plasmon excitation process in STM tunnel junctions
我们研究了扫描隧道显微镜针尖和金属衬底之间的间隙等离子体激元的衰减，激发的非弹性隧穿电子。隧穿电子的激发能量分为电阻耗散和电磁辐射两大类，它们又可以进一步分为四个不同的通道，包括针尖上的SPP通道、衬底上的SPP通道、空气模式通道和直接猝灭通道。我们发现，大部分的激发能量去表面等离子体激元的金属STM针尖，而不是在基板上。尖端直接淬火也占相当大的比例，特别是在高频区。
2017-10-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
STM/S study of electronic inhomogeneity evolution with gate voltage in graphene: role of screening and charge-state of interface defects
利用室温扫描隧道显微镜和光谱研究了SiO $_2$上石墨烯电子不均匀性随背栅电压的演化。当石墨烯费米能接近其狄拉克点时，STS图中某些地方的局部对比度的逆转以及地形图和电导图之间的互相关的急剧变化归因于界面缺陷的电荷状态的变化。在电导图中的空间相关性，描述了两个不同的长度尺度和他们的增长过程中的狄拉克点的方法，显示出与石墨烯的屏蔽理论的预测定性协议。因此，在我们的实验中看到的狄拉克点附近的两个长度尺度的急剧变化，被解释为一些界面缺陷的电荷状态的变化。系统地理解和控制缺陷的电荷状态将有助于石墨烯的存储器应用。
2017-06-27 cond-mat.mes-hall
Tip induced doping effects in local tunnel spectra of graphene
利用室温扫描隧道显微镜和光谱仪（STM/S）研究了具有可调背栅的单层石墨烯（SLG）的尖端诱导掺杂局域隧道谱。用剥离法在二氧化硅表面制备的SLG样品经拉曼光谱证实，具有原子分辨的蜂窝状晶格结构。局部隧道谱显示两个极小值，在背栅掺杂的情况下，两者的位置都有明显的演变。由于电荷的不均匀性，在空间上也观察到类似的光谱变化。随着掺杂，两个最小值在相反的方向上移动，其中一个显示出接近平方根的依赖性，另一个显示出对栅极电压的线性依赖性。我们解释这些功能所产生的STM尖端诱导和偏置电压依赖的SLG掺杂。
2010-08-21 cond-mat.mes-hall
Tuning Single-Atom Electron Spin Resonance in a Vector-Magnetic Field
单自旋中心的自旋共振在化学结构分析、量子传感和量子相干操纵等方面具有巨大的应用潜力。这些实验的关键是一个二能级自旋系统的存在，其能量分裂可以通过施加磁场来选择。近年来，电子自旋共振（ESR）和扫描隧道显微镜（STM）的组合已被证明是一种检测表面上单个原子的磁性并实现亚$μ$ eV能量分辨率的技术。然而，到目前为止，所需的磁场的作用尚未阐明。在这里，我们进行单原子ESR上吸附在氧化镁（MgO）上的单个Fe原子，使用二维矢量磁场，以及在市售的STM的磁性STM尖端的局部字段。我们展示了如何通过优化磁场来大大提高ESR幅度，特别是在大的面内磁场中揭示增强的信号。此外，我们证明了从磁性STM尖端的杂散场是一个通用的工具。我们在这里使用它来更有效地驱动电子自旋，并通过采用尖端场扫描在恒定频率下进行ESR测量。最后，我们表明，它是可能的，只使用尖端场，在零外部磁场，这有望使这项技术可在许多现有的STM系统。
2019-08-29 cond-mat.mes-hall
Role of bias voltage and tunneling current in the perpendicular displacements of freestanding graphene via scanning tunneling microscopy
采用扫描隧道显微镜（STM）系统地测量了独立石墨烯的位移随外加偏压和隧穿电流设定值的变化。当偏置电压增加时，石墨烯接近STM尖端，而另一方面，当隧穿电流增加时，石墨烯从STM尖端收缩。为了理解偏置电压的作用，我们定量地模拟使用静电的尖端和样品之间的吸引力。对于隧穿电流，我们定性地使用熵的概念模型的石墨烯的收缩。这些互补的结果增强了对彼此的理解，并突出了系统的特点。
2015-01-22 cond-mat.mes-hall
Transport and STM studies of hyperbolic surface states of topological insulators
受拓扑表面态通过原子尺度台阶的输运的启发，我们研究了双曲表面上无带隙狄拉克费米子的输运。我们确认，独立的曲率的双曲线和尖锐的角落，没有后向散射发生和传输的拓扑表面状态是完全独立的几何形状（双曲线模型内）的表面。然而，状态的电子的密度，示出了凹阶边缘，可以通过STM尖端测量的下降。我们还表明，由极化扫描隧道探针测量的隧穿电导表现出非常规的依赖于作为表面的曲率和边缘的锐度的函数的尖端的磁化的极角和方位角。
2013-03-15 cond-mat.mes-hall
Quantum transport through STM-lifted single PTCDA molecules
本研究通过扫描隧道显微镜测量单个PTCDA分子的量子电导，结合Landauer/Keldysh方法计算输运性质，揭示了STM-表面间距对分子化学吸附能级的调控规律，实验与计算结果吻合。
2008-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Symmetry of standing waves generated by a point defect in epitaxial graphene
利用扫描隧道显微镜（STM）和傅里叶变换STM（FT-STM）研究了碳化硅衬底上外延石墨烯样品中的点缺陷。这种分析使我们能够提取准粒子的能量色散，并给出费米液体理论在石墨烯中的有效性的第一个实验证明，从-800 meV到+800 meV的能量范围很宽。我们还发现了一个强大的三重各向异性的缺陷产生的驻波的证据。我们讨论了这种各向异性，手性的电子，和石墨烯的两个亚晶格之间的不对称性之间的可能关系。所有的实验测量进行了比较，相关的理论T-矩阵计算。
2008-07-17 cond-mat.mes-hall
Atomic Control of Strain in Freestanding Graphene
在这项研究中，我们描述了一种新的实验方法的基础上，恒流扫描隧道光谱可控和可逆地拉动独立的石墨烯膜从其平衡高度高达35 nm。此外，我们提出了原子分辨率的独立石墨烯膜的扫描隧道显微镜（STM）图像。观察到原子尺度的振幅比衬底上的石墨烯的STM电子振幅大20倍。独立式石墨烯膜响应于在STM尖端处产生的局部吸引力，作为具有弹性回复力的高导电性且柔性的接地平面。我们指出了我们的方法在单层石墨烯上通过应变控制产生伪磁场的可能应用。
2015-02-06 cond-mat.mes-hall
Clar's Theory, STM Images, and Geometry of Graphene Nanoribbons
我们表明，Clar的芳香族六重态理论是一个简单而强大的工具来预测的稳定性，π电子分布，几何形状，电子/磁性结构的石墨烯纳米带与不同的氢边缘终端。我们使用密度泛函理论获得的平衡原子的位置，模拟的扫描隧道显微镜（STM）图像，边缘能量，带隙，和边缘诱导的应变的石墨烯带，我们分析的Clar公式。基于他们的克拉尔表示，我们提出了一个分类方案的石墨烯带组配置具有相似的键长交替，STM模式，和拉曼光谱。我们的模拟显示如何STM图像和拉曼光谱可以用来识别边缘终止的类型。
2010-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene: Junctions and STM Spectra
在这篇综述中，我们专注于两个独立的方面的狄拉克性质的石墨烯准粒子的效果。这些中的第一个涉及跨具有厚度为$d_0$的势垒和跨势垒区施加的任意栅极电压$V_0$的超导石墨烯结的传输。第二个方面是研究石墨烯中的局域磁性杂质，我们发现石墨烯中的近藤效应是非常规的，可以通过栅极电压来调节。我们还讨论了掺杂和未掺杂石墨烯的扫描隧道电导谱现象。我们发现，石墨烯上或石墨烯中的杂质的位置起着微妙的作用，并影响掺杂石墨烯的STM光谱的基本物理。
2011-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
What is the orientation of the tip in a scanning tunneling microscope?
我们介绍了一种统计相关分析方法，以获得信息的局部几何形状和方向的尖端在扫描隧道显微镜（STM）实验的基础上大规模的模拟。关键量是实验和模拟数据之间的恒定电流地形图的相对亮度相关性。可以针对大量建模的尖端方向和几何形状对这种相关性进行统计分析。假设在STM扫描期间稳定的尖端并且基于相关性分布，可以确定STM实验中最可能存在的尖端取向，并且排除其他取向。这对于诸如高取向热解石墨（HOPG）的基底尤其重要，因为其STM对比度强烈依赖于尖端，这使得STM图像的解释和比较非常具有挑战性。我们说明了我们的方法的适用性，考虑HOPG表面结合两种不同的顶点几何形状和18144个不同的取向的钨尖模型。我们计算了在$|V|\le 1$ V偏压范围内HOPG（0001）表面沿$<1\bar{1}00>$方向的恒流分布，并与实验数据进行了比较。我们发现，一个钝尖模型提供了更好的相关性与实验的更广泛的尖端方向和偏置电压比尖锐的尖端模型。这种实验和大规模模拟的结合开辟了获得更详细的信息的尖端顶点的结构和更可靠的解释STM数据的局部尖端几何形状的影响。
2015-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Li-intercalated Graphene on SiC(0001): an STM study
利用扫描隧道显微镜（STM）和低能电子衍射（LEED）对锂（Li）对碳化硅（SiC）上石墨烯的影响进行了系统的研究。我们研究了锂沉积在外延单层石墨烯和缓冲层表面上的Si面的SiC。在室温下，Li立即插入SiC衬底和缓冲层之间的界面，并将缓冲层转变为准自立式石墨烯。这一结论得到了LEED和STM证据的证实。我们表明，通过SiC台阶网站或石墨烯缺陷发生插层。我们得到了一个很好的定量之间的协议的数量的Li原子沉积和可用的Si键的SiC晶体的表面上的数量。通过STM分析，我们能够确定在SiC衬底和缓冲层之间的界面处由Li嵌入引起的层间距离。
2017-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Broad frequency and amplitude control of vibration in freestanding graphene via scanning tunneling microscopy with calculated dynamic pseudo-magnetic fields
提出了一种利用扫描隧道显微镜（STM）在独立石墨烯中局部产生机械振动的技术。机械振动的频率在近四十年内被调谐，并且以10 Hz为中心。振动的振幅也以1 nm为中心在近三十年内发生变化。振荡运动以两种方式产生：第一，通过扫描表面上的STM针尖，第二，通过扫描STM针尖上的偏置电压。对于我们的特定几何形状，位移的独立石墨烯的频率和振幅被定量地转换为局部生成的伪磁场的频率和强度。
2015-01-28 cond-mat.mes-hall
Graphene on Rh(111): STM and AFM studies
通过结合密度泛函理论计算、扫描隧道显微镜和原子力显微镜（STM和AFM）研究了石墨烯/Rh（111）莫尔晶格的电子和晶体结构。而在STM中观察到的山和谷之间的主要对比度不依赖于所施加的偏置电压的符号，原子分辨AFM图像的对比度强烈依赖于振荡AFM针尖的频率偏移。所得到的结果表明，应用原子力显微镜/光谱的探测在表面的化学对比度的前景。
2012-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomic-scale spin sensing with a single-molecule at the apex of a scanning tunneling microscope
扫描探针技术的最新进展依赖于通过单个分子对探针尖端终止的化学官能化。这种方法的成功打开了通过磁性分子的功能化引入自旋灵敏度的诱人前景。在这里，我们使用的nickelocene终止的提示（NC提示），它提供了可能性的扫描隧道显微镜（STM）的尖端顶点上产生自旋激发。我们表明，当NC-尖端是一百PM远离点接触与表面支持的对象，磁效应可能会探测通过变化的自旋激发光谱的二茂镍。我们使用这种检测方案，同时确定交换场和自旋极化的样品与原子尺度的分辨率。我们的研究结果表明，Nc针尖是一个强大的探针，研究表面磁性与STM，从单个磁性原子的表面。
2019-04-27 cond-mat.mes-hall
High-Resolution Scanning Tunneling Microscopy Imaging of Mesoscopic Graphene Sheets on an Insulating Surface
我们目前的扫描隧道显微镜（STM）图像的单层石墨烯晶体在超真空条件下检查。通过直接剥离单晶石墨在二氧化硅表面上制备横向尺寸在微米级的样品。使用拉曼光谱鉴定单层膜。单层样品的形貌图像显示了孤立石墨烯单层的完全六边形对称性所期望的蜂窝结构。在STM图像中没有可观察到的缺陷表明这些膜的高质量。还检查了由几层石墨烯组成的晶体。他们表现出显着不同的STM形貌，显示减少的三重对称性的块状石墨表面的特性。
2007-05-07 cond-mat.mes-hall
Single-molecule time-resolved spectroscopy in a tunable STM nanocavity
本研究利用可调谐STM纳米腔平台，通过直接时间分辨测量估算单分子激发寿命，发现纳米腔耦合可将寿命从纳秒级缩短至皮秒级，并探究了远场与针尖增强光致发光的转变，克服了谱线宽度估算法的弊端。
2023-09-08 cond-mat.mes-hall
On the Connection of Anisotropic Conductivity to Tip Induced Space Charge Layers in Scanning Tunneling Spectroscopy of p-doped GaAs
用扫描隧道显微镜研究了低温下p型掺杂GaAs{110}中浅受主的电子性质。已知浅受主在一定偏压下在STM图像中表现出明显的三角形对比。空间分辨的I（V）光谱被用来识别它们的能量来源和行为。一个关键的参数-STM针尖的功函数-是实验确定的。导出了与电压有关的势位和能带弯曲情况。讨论了用实验验证计算结果的方法。微分电导率图显示，三角形的对比，只观察到与耗尽层下的STM尖端。导致各向异性对比的隧道过程要求电子隧穿真空间隙和半导体中的有限区域。
2007-08-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Moiré patterns on STM images of graphite from surface and subsurface rotated layer
我们已经观察到与STM莫尔图案对应的一个石墨烯层在HOPG表面上的旋转。莫尔条纹的特征在于旋转角度和在平面内的延伸。此外，通过识别边界域和缺陷，我们可以区分由于表面或次表面层上的旋转引起的莫尔图案。为了更好地理解莫尔图案的形成，我们通过第一原理研究了三个石墨烯层的阵列，其中顶部或中间层出现围绕堆叠轴旋转。我们比较了实验和理论结果，我们表明在相应的STM图像的莫尔图案形成的表面和次表面层的旋转的强烈影响。
2013-01-19 cond-mat.mes-hall
Pumping and cooling of nanomechanical vibrations generated by Cooper pair exchange
我们考虑一个纳米机电系统组成的碳纳米管悬浮在两个正常的铅和耦合到超导扫描隧道显微镜（STM）的尖端通过真空隧道势垒。将纳米管作为单级量子点处理，结果表明，在超导STM尖端和正常引线之间施加的电压会引起机械子系统的泵送或冷却，这取决于电子流的方向。这两个制度之间的过渡是由纳米管和超导STM尖端之间的隧道耦合的强度和电子能级的相对位置控制的。这种现象是由于一种特定的机电耦合而实现的，这种机电耦合完全由库珀对的量子动力学控制。数值分析了在抽运状态下自持振荡的振幅，得到了在冷却状态下机械子系统的有效温度。
2022-02-16 cond-mat.mes-hall
