STM：等电流轮廓不只是地形图

间隙极小，电流对距离极敏感

Binnig 和 Rohrer 的讲稿讲述了局域隧穿谱怎样发展成扫描隧道显微镜。导电针尖贴近导电样品，加上偏压，电子就会隧穿过去。电流对距离极其敏感，针尖和样品之间一点点变化，都会变成测得出的电流变化。

要做成显微镜，还得解决隔振、平稳逼近、尖锐针尖和扫描控制，Christoph Gerber 和 Edmund Weibel 也有贡献。光有一条势垒透射方程，造不出能用的显微镜。

来源：[1][2]

势垒简单恒定、偏压又低时，电流随间隙大致按指数衰减，衰减快慢取决于电子质量和有效势垒能量。势垒或针尖状态一变，表面即使没动，电流也会变。

这个式子只说明电流对距离有多敏感，忽略了针尖和样品的具体态密度、偏压对势垒形状的改变，以及横向结构。不能拿它逐像素反推高度：那等于假定势垒已知，而且处处相同。

I\propto e^{-2\kappa z},\qquad\kappa=\frac{\sqrt{2m_e\Phi}}{\hbar}

来源：[1]

讲稿把硅 (111) 的七乘七重构展示了两遍：一遍是用原始描迹拼成的立体起伏图，一遍是处理后的俯视图。两图并排，能看出测到的扫描线怎样变成经过解释的表面图像。

这张图样缩小了几种竞争表面模型的范围，但没有直接给出表面以下全部原子的坐标。隧穿取决于电子态，也随偏压变化，所以亮点不一定正好落在原子的几何中心上。

来源：[1]

恒流模式下，反馈不断升降针尖，把电流稳在设定值。扫描快过反馈的响应，坡面和边缘就会变形；针尖要是有好几个尖端，同一个结构会重复出现。恒高模式下针尖高度不变，记下的是电流的起伏，针尖撞上表面的风险也和恒流模式不同。

偏压一变，参与隧穿的样品电子态和针尖的响应都跟着变。明暗反转可能来自电子结构，表面起伏并没有翻过来。要定量解读，需要知道结区条件，再借助隧穿模型。

来源：[1]