扫描隧道显微镜

1 扫描隧道显微镜（STM）扫描隧道显微镜（STM）的基本原理是利用量子理论中的隧道效应。

将原子线度的极细探针和被研究物质的表面作为两个电极，当样品与针尖的距离非常接近时（通常小于1nm），在外加电场的作用下，电子会穿过两个电极之间的势垒流向另一电极。

这种现象即是隧道效应。

隧道电流I 是电子波函数重叠的量度，与针尖和样品之间距离S 和平均功函数Φ 有关：V b是加在针尖和样品之间的偏置电压，平均功函数，分别为针尖和样品的功函数，A 为常数，在真空条件下约等于1。

扫描探针一般采用直径小于1mm的细金属丝，如钨丝、铂―铱丝等；被观测样品应具有一定导电性才可以产生隧道电流。

由上式可知，隧道电流强度对针尖与样品表面之间距非常敏感，如果距离S 减小0.1nm，隧道电流I 将增加一个数量级，因此，利用电子反馈线路控制隧道电流的恒定，并用压电陶瓷材料控制针尖在样品表面的扫描，则探针在垂直于样品方向上高低的变化就反映出了样品表面的起伏，见图1(a)。

将针尖在样品表面扫描时运动的轨迹直接在荧光屏或记录纸上显示出来，就得到了样品表面态密度的分布或原子排列的图象。

这种扫描方式可用于观察表面形貌起伏较大的样品，且可通过加在z 向驱动器上的电压值推算表面起伏高度的数值，这是一种常用的扫描模式。

对于起伏不大的样品表面，可以控制针尖高度守恒扫描，通过记录隧道电流的变化亦可得到表面态度的分布。

这种扫描方式的特点是扫描速度快，能够减少噪音和热漂移对信号的影响，但一般不能用于观察表面起伏大于1nm的样品。

（a）（b）从式可知，在V b和I 保持不变的扫描过程中，如果功函数随样品表面的位置而异，也同样会引起探针与样品表面间距S 的变化，因而也引起控制针尖高度的电压V z的变化。

如样品表面原子种类不同，或样品表面吸附有原子、分子时，由于不同种类的原子或分子团等具有不同的电子态密度和功函数，此时扫描隧道显微镜(STM)给出的等电子态密度轮廓不再对应于样品表面原子的起伏，而是表面原子起伏与不同原子和各自态密度组合后的综合效果。

扫描隧道显微镜20 世纪重大科技成果之一关键词：扫描隧道显微镜隧道效应分辨率控制电路摘要：扫描隧道显微镜是利用探针尖端与物质表面原子间的不同种类的局域相互作用，来测量表面原子结构和电子结构的显微新技术，它的出现被科学界誉为是表面科学和表面现象分析技术的一次革命．扫描隧道显微镜（Scanning Tunnelins Microscopy 以下简称STM）是20 世纪80 年代初发展起来的一种新型显微表面研究新技术，其核心思想是利用探针尖端与物质表面原子间的不同种类的局域相互作用来测量表面原子结构和电子结构．1981 年在IBM 公司瑞士苏黎世实验室工作的G．宾尼希（G．Binning ）和H．罗雷尔（H．Rohrer）利用针尖和表面间的隧道电流随间距变化的性质来探测表面的结构，获得了实空间的原子级分辨图象．这一发明使显微科学达到了一个新的境界，并对物理、化学、生物、材料等领域的研究产生了巨大的推动作用．为此G．宾尼希和H．罗雷尔于1986 年被授予诺贝尔物理奖．1．显微镜的历史人类观察微小物体的历史是从放大镜开始的，然后进人光学显微镜时代．据说世界上第一台光学显微镜是荷兰的眼镜师詹森父子于1590 年偶然发明的．詹森父子制造的显微镜是一支可以伸缩的管子，在它的两头各放了一片凸透镜，当管子的长短调节得合适的距离，用它可以看清很小的物体．在当时人们仅是把他制作了这种管子当作玩具，并没有用到科学研究上．直到十七世纪中叶，才真正认识到显微镜发明的科学意义，人们竞相利用显微镜观察微观世界，并给生物学带来了划时代的进步．尤其是英国物理学家罗伯特·胡克（R．Hooke 1635 一1703），使用自制的显微镜观察生物，并于1665 年出版了《显微镜图集》．为了提高放大率，人们必须增加透镜的数目，但随着透镜数目的增加，便遇到了透镜像差．所谓透镜的像差，就是经过透镜所成的像会产生畸变、弯曲或延展等缺陷，当放大率增大时，透镜的这些缺陷也随之扩大，物象也就变得模糊起来，这样就失去了增大放大率的真实意义．十八世纪中叶，德国数学家欧拉（L．Euler 1707—1783）和英国光学家J·多隆特（J．Dellond 1706 —1761）等人发现了用不同的玻璃制作的透镜加以组合消去色差的办法，这一发现促进了对光学玻璃的研究．到了十九世纪中叶，光学显微镜的放大率已达到l000 到1500 倍左右；人们发现，如果再提高显微镜的放大率，映像将变得极不清晰，这就说明光学显微镜的放大本领有一个难以超越的极限．那么，光学显微镜的性能为什么会有这个难以超越的极限呢？决定这个极限的因素是什么？德国耶拿大学的阿贝（E．Abbe 1840—1905）从波动光学的基础对显微镜的映像理论进行了分析，他认为：问题并不在于显微镜本身，而起因于作为成像媒介的光波．光线是具有一定波长的光波，光波遇到粒子会产生衍射效应．当粒子小于光的波长时，光波将绕过粒子，因而不产生粒子的阴影，我们也就看不清粒子的像．光学显微镜是用可见光来观察物体的，由于光的波动性产生的衍射效应使光学显微镜的分辨极限只能达到光波的半波长左右，确切的表达式为：0.61d （1）N sin其中λ为波长，α为物镜的孔径角，N 为折射率， d 为最小可分辨长度．显然在可见光范围内 d 的最小值约为0．3 μm．阿贝从理论上推得，光学显微镜的分辨本领不超过2000?，这个数值与实验得到的极限值一致．由阿贝理论得知：如果利用波长更短的波来作为像的形成源，显微镜的分辨本领有可能进一步提高．本世纪二十年代，法国物理学家德布罗意（de．Broglie 1892 —1980）发现：一切微观粒子，例如：电子、质子、中子等，也具有波动性．人们把这种波称为德布罗意波．电子的德布罗意波长为：h（2）m其中h 为普朗克常数，电子受电场V 加速获得动能，其速度为：2eVm1所以h2meV当加速电压在几十千伏以上时，考虑相对论修正，则有：2m eVoh(1eV2mo2c)（3）式中m0 为电子静止质量， c 为光速．当电子被100kV 的电压加速时，电子的波长为0．0037nrn．显然，电子的波长比光波的波长短得多，比γ射线的波长还短．于是，人们立即想到是不是可以利用电子束来代替光波？1932 年，德国年轻的研究员E·卢斯卡（E．Ruska 1906—1988）等人，第一次用电子束得到了钢网放大形成的电子像，它雄辩地证实了使用电子束可以形成与光学透镜完全无异的像，从此开始了电子显微镜的历史．显然电子显微镜的分辨本领大大高于光学显微镜．现代高分辨透射电子显微镜（Transmission Electron Microscopy ，TEM ）分辨率优于0．3nm，晶格分辨率可达0．l～0．2nm．几十年来许多分析方法和仪器相继问世，如：场离子显微镜（Field Ion Microscopy ，FIM ），扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscopy ，SEM ），俄歇谱仪（Auger Electron Spectroscopy ，AES），光电子能谱（X －ray Photoemission Spectroscopy，XPS），低能电子衍射（Low Energy Electron Diffraction ，LEED ）等等，这些技术在表面研究中都起着重要作用．但是任何一种技术都有一定的局限性，如透射电子显微镜主要研究薄膜样品的结构，场离子显微镜只能探测曲率半径小于100nm 的针尖状样品的原子结构，俄歇谱仪只用以提供空间平均的电子结构信息，且这些技术只在真空环境下才能工作，并对样品将产生一定程度的损伤；因而电子显微镜也存在着自身的缺陷性．2．STM的理论依据按照经典物理学计算表明，微观粒子不能越过比它自身能量高的势垒，就好像有一座环形山从外部将它们包围住一样，粒子的能量没有达到使它们可以越过这座山而跑到外边去．但量子力学认为，由于微观粒子具有波动性，当一粒子进入一势垒中，势垒的高度Φo 比粒子能量 E 大时，粒子穿过势垒出现在势垒另一边的几率p（z）并不为零（如图 1 所示），即粒子在偶然间可以不从山的上面越过去，而是从穿过山的一条隧道中通过去，人们称这种现象为“隧道效应”．按照量子理论可推导出在两平板电极间的粒子穿过势垒的电流密度为：如图（1）势垒示意图J2ehko V e o2k sT24 s（4）其中h 为普朗克常数，V T 为板间电压，k o 为功的函数，s为两个电极的间距．J 和极间距s 成指数关系，若s 增加0．1nm 时，电流将改变一个数量级．当一个电极由平板状改变为针尖状时就要用隧道结构的三维理论来计算隧道电流．计算结果是：2 e 2I f (E )[1 f (E eV )] M (E E ) （5）h其中 f (E) 是费米统计分布函数，f (E)1E E FkT 1 eV 是针尖和表面之间电压，Eμ和Eν分别是针尖和表面的某一能态，Mμν是隧道矩阵元．22hM dS ( )2m式中是波函数，括号中的量是电流算符，积分对整个表面进行；这就是STM 的理论依据．3．STM的技术实现任何一项重大科技进步都是在前人众多成功的经验和失败的教训基础上，由若干具有远见卓识的人经过持之不懈的探索再加之以画龙点睛式的创举才能够取得的，STM 发明也不例外．早在50 年代，就有人提出过STM 的最初设想，当时他们希望用光束透射一个极细小的圆孔来获得显微图象．因为技术条件不成熟而未实现．70 年代初，一位名叫罗伯特·杨（R．Yang）的科学家在“场发射显微镜”的仪器关键部位上已经做到了和如今的STM 非常接近．杨和他的同事们采用了一个极细小的针尖，通过扫描样品表面来获取显微图象．然而，他们并未利用隧道电流，而是通过在针尖上加一个高电压，从针尖最尖端发射出一束微小电流（称为场发射电流），打击到样品表面上，进而观察到其表面形貌．这种被杨称作“形貌仪”的显微镜分辨率只达到一般光学显微镜的水平（0．2 微米）．原因是杨的“形貌仪”当中，针尖与样品表面的距离隔得太远，针尖与样品表面产生不了隧道电流，而只能依靠针尖前端的场发射电流来成像，分辩率当然不会太高．宾尼希和罗雷尔在看到杨的“形貌仪”后，立即产生了一种天才的想法，利用隧道效应再发明一种新型显微镜．从实际操作的可行性上宾尼希和罗雷尔花了很长时间才使这一设想趋于成熟，并付诸实际应用，于1979 年提出了STM 这一新型显微镜的专利申请．在1981 年，他们制作了第一台STM 实体，并获得了若干高分辨率显微图象．他们制成的这种新型显微镜达到前所未有的惊人的高分辨率，一举观测到了单个原子的真面目．若以针尖为一电极，被测固体表面为另一电极，当它们之间的距离小到纳米数量级时根据公式（4）可知：电子可以从一个电极通过隧道效应穿过空间势垒到达另一个电极形成电流，其电流大小取决于针尖与表面间距及表面的电子状态．如果表面是由同一种原子组成，由于电流与间距成指数关系，当针尖在被测表面上方做平面扫描时，即使表面仅有原子尺度的起伏，电流却有成十倍的变化，这样就可用现代电子技术测出电流的变化，它反映了表面的起伏．当样品表面起伏较大时，由于针尖离样品仅纳米高度，恒高度模式扫描会使针尖撞击样品表面造成针尖损坏，此时可将针尖安放在压电陶瓷上，控制压电陶瓷上电压，使针尖在扫描中随表面起伏上下移动，在扫描过程中保持隧道电流不变（即间距不变），压电陶瓷上的电压变化即反映了表面的起伏．这种运行模式称为恒电流模式，目前STM 大都采用这种工作模式．隧道显微镜主体控制电路计算机系统STM 主要部件可以分为三大部分：隧道显微镜主体、控制电路、计算机系统（测量软件及数据处理软件）如图（2）．隧道显微镜在正常工作时针尖与样品表面的间距仅为纳米尺度，而且间距的微小变化都会引起电流的剧烈变化．任何建筑物都有振动，其谐振频率在20Hz 附近，振幅可达微米量级，还有人的运动和声音的传播等产生的振动都会影响隧道电流的稳定性．所以STM 一般需要采取严格的隔震措施和与环境隔离的措施来保证其获得原子级的分辨能力和稳定的图象．为了得到原子级的分辨本领，STM 的针尖结构如图（2）为扫描隧道显微镜构造原理图十分关键，针尖的粗细、形状和化学性质不仅影响STM 图象的分辨率和图象的特性，而且在谱的测定中影响所测定的电子态．理想的针尖其最尖端只有一个稳定的原子，并且针尖的表面没有氧化层和吸附物质，这样才能获得稳定的隧道电流和原子级分辨率的图象．常用的针尖材料为钨或铂铱合金，钨针尖由于刚性好而被广泛使用，但其表面容易形成氧化物，所以在使用前需要加以适当处理并保持在真空中．铂铱针尖由于其高度的化学稳定性尤其适合于大气或液态环境中使用．针尖的制备一般采用电化学腐蚀方法，在NaOH 或KOH 溶液中将钨丝作为阳极，施加交流或直流电压，控制电压和电流及其它电化学参数可使腐蚀后的针尖尖端曲率半径小于50nrn．STM 由计算机控制数一模变换提供阶梯电压，经过直流高压放大器后，分别加在一平面压电陶瓷管的外电极上，使针尖沿二维平面方向作光栅扫描．隧道结电流经过控制电路进入计算机系统与预定电流设置值比较，不相等时根据差值符号和幅度输出相应控制值，经过高压放大来改变扫描机构压电晶体的伸长或收缩，使隧道电流稳定在预定的设置值．控制电路的其它部分是用于控制步进机构和提供偏压等功能．由于隧道电流非常微弱仅为纳米量级，STM3要求各机械运动部分十分稳定，所以控制电路除了要求高灵敏度、高稳定度等性能外，其噪声必须很小．4、STM的优越性及其应用STM 的分辨本领非常之高，大大优于一般的电子显微镜，它的横向（表面）及纵向（深度）分辨率可以达到 1 埃至0．l 埃，而一般的电子显微镜仅能达到几十纳米分辨率就相当不错了．用STM 来观察石墨时，它表面上的碳原子在显微图象上就像一个小馒头一样清晰．STM 还可以直接观察到物质表面的三维立体图象，能够得到物质表面的局域结构信息以及电子信息．在STM 仪器上可以同时探测扫描隧道谱（STS）而获得物质表面的势垒高度、电荷密度波等物理参数，这都是电子显微镜无法做到的．电子显微镜只能够在高度真空的条件下才能工作；而STM 既可以在真空也可以在大气中工作．工作环境可以是常温，也可以是低温；甚至可以把样品浸泡在水里，电解液里，或者液氮当中．这就大大拓宽了STM 的应用范围，许多只能在溶液中保持活性的生物样品，只有采用STM 才能够做出最接近自然状态的观察．STM 的针尖还可以用来移动和操纵单个的原子和分子，这是其他任何类型的显微镜都做不到的．电子显微镜由于附带了真空系统，体积上都显得宠大笨重，而在大气环境中工作的STM 则小巧玲珑多了．一台STM 只由三部分组成，每部分的体积都不会超过一般的个人用微型计算机．STM 使人们第一次能够直接观察到原子在物质表面的排列状态和跟表面电子行为有关系的物理化学性质．因此，它对表面科学、材料科学、生命科学和微电子技术的研究都有着重大的意义和广阔的应用前景．科学界一致认为，STM 的出现是表面科学和表面现象分析技术的一次革命．借助性能如此优越的显微镜，中外科学家在众多领域里，开展了各种卓有成效的研究工作，解决了许多理论和实验上的疑难问题．这里只举出一个最经典的研究实例：硅的7×7 表面重构问题．硅是一种最常用的半导体材料，它的内部结构属于晶体类．在晶体的表面，构成晶体结构的基本单位——晶胞，往往会发生一定的变化，重新形成表面上特有的晶胞结构，这种现象称为表面重构．表面重构后的基本结构与晶体内部相比，可以用一些数字化的指标来进行表征分类．例如可有2×1、5×5、7×7 等表面重构，意为表面的基本组成结构和晶体内部的基本单位晶胞相比，在某一方向上增大多少倍等等．硅表面的重构现象究竟属于哪一种？这个问题困扰了科学家们长达30 多年．其间有人用X 射线衍射，低能电子衍射等手段观察过多次，始终只是得到推测的重构模式．而没有直观的图象．宾尼希和罗雷尔发明STM 后不久，即把它应用于观察硅的表面重构，从显微照片上（如如图（3）为Si（111）表面图4）清晰地显示出硅表面发生了7×7 重构而不是其他类型．如今，硅表面（7×7）再构图示7×7 重构的图象已成为STM 发展史上的一张非常经典的图象，并且，许多STM 实验室都可在超高真空条件下，轻而易举地获得这一结果．STM 对金属表面原子结构、金属的氧化和腐蚀机理等进行了深入的研究．例如研究Cu 表面具有不同氧覆盖度时，通过氧在表面化学吸附诱导铜表面再构的形成和生长过程，发现在Cu（100）表面每隔 4 行丢失 1 行铜原子，Cu－O－Cu 原子链在Cu（100）表面某一方向成核，然后外延生长．而在Cu（100）表面在不同氧覆盖度时有多种再构情况，其中（2×1）再构是先在平整的平台上成核，然后各向异性地生长出Cu－O－Cu 链，而Cu（6×2）再构却先在台阶边缘上成核，然后各向异性生长．STM 还用于超导材料的研究，它可以在原子尺度的空间研究超导体能隙．例如它被用于Bi 2Sr2CaCu2O8 高T c 氧化物超导体的BiO 面电子态密度测量，结合其它分析技术就可确定材料不同层的电导特性．已有许多实验室将STM 用于薄膜生长机理研究和薄膜结构性能的研究．例如对C60 分子薄膜在Si 和GaAs 不同晶面上的生长过程研究，弄清了生核初始阶段的标度规律和成核设置．STM 可在大气和液态环境下使用，而且对样品不产生损伤。

扫描隧道显微镜实验技术的使用教程随着科技的飞速发展，扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscope，简称STM）作为一种高分辨率的显微镜技术，被广泛应用于材料科学、生物科学等领域。

本文将为大家介绍扫描隧道显微镜的基本原理以及使用技巧，帮助读者更好地掌握这一重要的实验技术。

一、扫描隧道显微镜的基本原理扫描隧道显微镜是一种基于量子隧道效应的显微镜技术，其原理是利用电子自由运动的量子隧道效应来获取样品表面的高分辨率图像。

其基本构造包括扫描头、针尖和探测电路等部分。

在使用扫描隧道显微镜时，首先要将样品放置在试样台上，并通过机械手或压电陶瓷等手段将针尖移到距离样品表面非常近的位置。

然后，通过施加一定的偏置电压和扫描电压，形成了一种电子流场，使得电子以隧道效应的方式从针尖流向样品表面，同时通过测量针尖和样品之间的电流来获取表面形貌信息。

二、扫描隧道显微镜的使用技巧1. 采用合适的针尖针尖是扫描隧道显微镜的重要组成部分，其形状和材料的选择对于实验结果具有重要影响。

常用的针尖材料有金属、半导体和碳纳米管等。

在选择针尖时，应根据实验的目的和样品的性质来确定合适的针尖材料和形状。

2. 调节扫描参数扫描参数的选择对于获得高质量的图像至关重要。

常用的扫描参数包括扫描速度、扫描范围、扫描方式等。

调节这些参数时，应根据样品的性质和所需的分辨率来确定合适的数值，以获取清晰、稳定的图像。

3. 样品的准备在进行扫描显微镜实验之前，需要对样品进行一系列的准备工作。

首先，要保证样品的表面光洁度，避免有杂质或污物的存在。

其次，要选择合适的样品厚度，以保证隧道电流的流动。

最后，在样品接触到空气之前，应采取适当的措施进行保护，避免氧化或化学反应。

4. 实验环境的控制为了获得高质量的图像，实验环境的控制十分重要。

首先，要保持实验室的恒温和恒湿条件。

其次，要减少外部振动和电磁干扰，以避免对实验结果的影响。

此外，还需要对实验设备进行定期的维护和校准，保证其正常工作。

扫描隧道显微镜【摘要】本实验利用化学腐蚀法制作STM 针尖，再利用所得针尖进行恒电流模式扫描，以得出样品高定向热解石墨（HOPG ）的扫描图像，经过图像除干扰处理，最后得出电压灵敏度分别为21.20(ÅV ⁄)和29.35(ÅV ⁄)。

【关键词】STM ，恒电流，扫描【引言】扫描隧道显微镜亦称为“扫描穿隧式显微镜”、“隧道扫描显微镜”，简称为STM 。

STM 技术的诞生使在纳米尺度范围探测材料的表面特征成为可能,STM 使人类第一次能够实时地观察单个原子在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物化性质，在表面科学、材料科学、生命科学等领域的研究中有着重大的意义和广泛的应用前景，是国际公认的20世纪80年代世界十大科技成就之一。

【实验原理】扫描隧道显微镜是一种利用量子理论中的隧道效应探测物质表面结构的仪器。

它是用一个极细的尖针，针尖头部为单个原子去接近样品表面，当针尖和样品表面靠得很近，即小于１纳米时，针尖头部的原子和样品表面原子的电子云发生重叠。

此时若在针尖和样品之间加上一个偏压，电子便会穿过针尖和样品之间的势垒而形成纳安级１０Ａ的隧道电流。

通过控制针尖与样品表面间距的恒定，并使针尖沿表面进行精确的三维移动，就可将表面形貌和表面电子态等有关表面信息记录下来。

如图1所示，φ0为矩形势垒的高度，E 为粒子动能，则该粒子穿透厚度为z 的势垒几率P 可用下式表示：P (z )∝e −2kz，其中k =1ℏ√2m (φ0−E )。

STM 技术的核心就是一个能在表面上扫描并与样品间有一定偏置电压的针尖。

当图 1 典型矩形势垒的隧穿几率函数样品和探针的距离非常近时，在外加电场的作用下，电子就会穿过两个电极间的势垒从一个电极流向另一个电极，通过记录隧道电流的变化就可以得到有关样品表面的形貌信息。

而隧道电流可用下式表示：I=V b exp⁡(−AΦ12s)其中，V b是加在针尖和样品之间的偏置电压，Φ≈12(Φ1+Φ2)，Φ1和Φ2分别为针尖和样品的功函数，A为常数，在真空条件下约等于1.STM针尖工作方式可分为恒高和恒电流两种模式。

扫描隧道显微镜的操作流程操作流程扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscope，STM）是一种常用于原子级表面观测和纳米尺度制造的仪器。

本文将介绍STM的操作流程，包括样品准备、仪器调试和数据采集等步骤。

一、样品准备1. 清洗样品：将待观察的样品通过超声波清洗仪清洗数分钟，去除表面污染物，如灰尘、油脂等。

2. 热处理样品：将样品放入高真空炉中，进行热处理。

热处理温度的选择根据具体的实验目的而定，一般在几百摄氏度到一千摄氏度之间。

3. 离子轰击样品：使用离子轰击仪对样品表面进行轰击，以去除表面氧化物、有机物以及其他杂质。

轰击时间和能量的选择取决于样品的材料和质量。

二、仪器调试1. 真空泵抽气：将STM放入真空环境中，打开真空泵进行抽气，将压力降低到合适的范围，通常是10^-9帕以下。

2. 针尖制备：使用聚焦离子束法制备STM探针针尖。

将探针放入离子束中，通过离子束的刻蚀作用，使针尖变得尖锐。

3. 标定扫描：将STM的探针放置在标定样品上，根据标定样品上已知的原子尺寸或结构进行扫描，调整STM的参数直至获得清晰的图像。

三、数据采集1. 调整扫描参数：根据实验要求，调整STM的扫描速度、扫描范围和增益等参数，以获得所需的图像细节。

2. 预扫描：在待观察样品的区域进行预扫描，观察样品的整体特征。

根据预扫描的结果，选择感兴趣的区域进行进一步的扫描。

3. 原子分辨扫描：选择感兴趣的区域进行高分辨扫描，以获取样品表面的原子级分辨图像。

根据扫描结果，可以进一步研究样品的表面形貌、晶格结构等特征。

4. 数据分析：采集到的图像可以通过图像处理软件进行数据分析和处理，如测量原子间距、表面粗糙度等物理参数。

四、实验结束1. 数据保存：将采集到的数据进行保存和备份，以便后续数据分析和报告撰写。

2. 仪器关闭：在实验完毕后，将STM的电源关闭，并进行仪器的清理和维护工作。

3. 实验记录：详细记录实验过程和观察结果，包括样品信息、仪器参数、扫描图像等内容。