1.1. Введение

Первый сканирующий туннельный микроскоп (СТМ) был создан сравнительно недавно, в 1982 году. Тем не менее, в настоящее время он нашёл применение во многих научных и производственных лабораториях, и область его использования продолжает интенсивно расширяться.

Интерес к СТМ объясняется его уникальным разрешением, позволяющим проводить исследования на атомном уровне. При этом для работы микроскопа не требуется высокий вакуум, в отличии от электронных микроскопов других типов. Он может работать на воздухе и даже в жидкой среде.

Применение СТМ позволяет выявить особенности кристаллического строения поверхности различных материалов, её шероховатость с нанометровым разрешением, наблюдать закономерности зародышеобразования при выращивании плёнок, изучать вирусы, молекулы ДНК и т.д.

Цель данного учебного пособия - научить слушателей грамотно использовать возможности туннельной микроскопии в своей научно-исследовательской и других видах деятельности. В пособии рассмотрены: принцип работы СТМ, его устройство, технические характеристики, методы подготовки объектов для исследований и особые требования к ним, программное обеспечение аппаратуры, области применения сканирующей туннельной микроскопии. Кроме того, настоящее пособие может служить руководством к проведению лабораторных работ с демонстрацией функционирования СТМ и его возможностей по профилю подготовки специалистов.

В большинстве случаев в своей будущей работе слушатели будут выступать в роли "потребителей" результатов исследований на СТМ. Поэтому в пособии предусматривается обучение слушателей постановке задачи исследования перед оператором СТМ, а также расшифровке выдаваемой аппаратурой компьютеризованной информации с последующим её анализом.

Авторы выражают благодарность разработчику туннельного микроскопа СММ-2000Т канд. физ-мат. наук Б.А. Логинову за консультации и предоставленные иллюстративные материалы, рецензентам д-ру техн. наук, проф. Н.М. Рыжову, д-ру физ.-мат. наук, проф. М.И. Кисилёву, д-ру техн. наук Ю.И. Матросову.