Atomic theory of the scanning tunneling microscope

Abstract

ÖZETÇE TARAMA TÜNELLEME MİKROSKOBUNUN ATOMSAL KURAMI TEKMAN, Ahmet Erkan Yüksek Lisans Tezi, Fizik Bölümü Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Salim Çıracı Ocak 1988, 99 sahife Tarama Tünelleme Mikroskobunun yüzey yapısı belirlenmesinde güçlü bir araç olduğu ortaya çıkmıştır. Şu ana kadar öne sürülen kuramlar uç yüzeyden uzakta iken mikroskobun çalışma ilkesini açıklayabilmektedirler. Ufak uç yüksekliği durumunda uç ile yüzey arasında atomik boyuttaki etkileşimin kurama eklenmesi gerekmektedir. Uç ve yüzeyin oluşturduğu bileşik sistemin elektronik yapısı Denemesel Sıkı Bağlanma yöntemi ile grafit için hesaplandı. Uç çevresinde Uç Güdümlenmiş Yöreselleşmiş Durumlar oluştuğu bulundu. Bu durumların tünellenme olayında önemli katkılarının olduğu gözlendi. Bu durumların tünelleme akımına katkıları hesaplandı. Anahtar sözcükler: Tarama Tünelleme Mikroskobu, Tünelleme, Deneme sel sıkı Bağlanma, Uç Güdümlenmiş Yöreselleşmiş Durumlar, Grafit. iii

ABSTRACT ATOMIC THEORY OF THE SCANNING TUNNELING MICROSCOPE TEKMAN, Ahmet Erkan M. S. in Physics Supervisor : Prof. Dr. Salim Çıracı January 1988, 99 pages The Scanning Tunneling Microscope is proven to be one of the most powerful tools for surface structure determination. Present theories are able to explain the operation of the microscope when the tip is far from the surface. For the small tip height case the atomic-scale interaction of the tip and the surface has to be included in the theory. The electronic structure of the combined system of the tip and the surface is calculated with an Empirical Tight Binding approach for graphite. It is found that in the vicinity of the tip some Tip Induced Localized States are formed. These states play an important role in the tunneling phenomenon. The contribution of these states to the tunneling current is calculated. Key words: Scanning Tunneling Microscopy, Tunneling, Empirical Tight Binding, Tip Induced Localized States, Graphite. ii