Dynamische Tunnel-, Kraft- und Reibungsmikroskopie mit atomarer und subatomarer Auflösung

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Die Einführung behandelt die physikalischen Grundlagen, einschließlich atomarer Zustände, Volumen- und Oberflächenzustände sowie atomar aufgelöstes Tunneln. Es werden die Kräfte zwischen Atomen und Molekülen sowie molekulare Dynamik erläutert. Der Abschnitt zur Messtechnik und experimentellen Verfahren fokussiert sich auf Mikroskopie mit atomarer Auflösung und die Realisierung experimenteller Erfordernisse. Untersuchungen mit subatomarer Auflösung umfassen die Si(111)-(7x7) Oberfläche, Messungen mit Metallspitzen und die Beurteilung möglicher Messartefakte. Der Einfluss der Abbildungsparameter auf experimentelle Bilder wird mit theoretischen Vergleichen analysiert, einschließlich der Untersuchung von Frequenzverschiebung und Dämpfung. Eine Erweiterung eines störungstheoretischen Modells für den dynamischen STM-Modus wird vorgestellt, wobei die Dynamik der abbildenden Atome, Hybridisierung und die Auswahl von Zuständen betrachtet werden. Der Beitrag mehrerer Tunnelkanäle und die Vorgehensweise zur Bestimmung der abgebildeten Zustände werden ebenfalls diskutiert. Die Messung des Tunnelstromabklingverhaltens mit atomarer und subatomarer Auflösung sowie die Ergebnisse eines neuen Betriebsmodus werden präsentiert. Abschließend wird die dynamische Kraft- und Reibungsmikroskopie mit atomarer Auflösung behandelt, einschließlich spezifischer Messungen mit Wolfram und Iridium. Die Zusammenfassung und der Ausblick runden die Betrachtunge