利用开尔文探针力显微镜在近平衡下测量量子尺寸效应
介观与纳米尺度物理
2018-08-09 v1
摘要
在薄膜等纳米结构中,电子受限导致垂直于膜方向的能级量子化。能级的离散化使得许多性质因量子尺寸效应而随膜厚呈振荡依赖关系。Si(111) 上的 Pb 是一个特别有趣的体系,因为 Pb 原子层厚度与其费米波长之间的特定关系导致振荡周期为两个原子层。在此,我们展示了扫描力显微镜(SFM)与开尔文探针力显微镜(KPFM)的结合如何提供一种可靠方法来监测 Si(111) 上 Pb 超薄膜纳米结构功函数中的量子振荡。与其他技术不同,利用 SFM/KPFM 我们直接针对单个 Pb 岛,在确定其高度的同时抑制静电力的影响,并且此外通过在近平衡下测量、无电流依赖与非平衡效应地同时评估其局域功函数。我们的结果证明了功函数随膜厚呈现奇偶振荡并随膜厚线性衰减,证明该方法可提供关于量子态的直接而精确的信息。
引用
@article{arxiv.1808.02666,
title = {Near-equilibrium measurement of quantum size effects using Kelvin probe force microscopy},
author = {Thomas Späth and Matthias Popp and Carmen Pérez León and Michael Marz and Regina Hoffmann-Vogel},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.02666},
year = {2018}
}
备注
This document is the unedited author's version of a Submitted Work that was subsequently accepted for publication in Nanoscale, copyright Royal Society of Chemistry after peer review. To access the final edited and published work see doi below