在國(guó)家自然科學(xué)基金委、國(guó)家科技部和中國(guó)科學(xué)院的支持下，中國(guó)科學(xué)院物理所高鴻鈞研究組鄧智滔、季威等人研究了掃描隧道電子顯微鏡(STM)特殊的針尖狀態(tài)對(duì)STM成像的可能貢獻(xiàn)，得到對(duì)二萘嵌苯(perylene)分子特定電子態(tài)的選擇性成像，證明了perylene分子軌道作為STM針尖軌道的成像機(jī)制，擴(kuò)展了人們對(duì)分子納米體系STM成像結(jié)果的認(rèn)識(shí)，并且完善了掃描隧道電子顯微學(xué)的成像理論。該結(jié)果發(fā)表在美國(guó)《物理評(píng)論快報(bào)》(Phys. Rev. Lett. 96, 156102 (2006))。 物理所高鴻鈞研究組研究了針尖狀態(tài)對(duì)STM成像的影響，通過(guò)控制針尖曲率半徑得到了目前為止最高分辨的Si(111) 7×7表面STM圖像，清晰地看到了該表面上所有的Adatom 和Rest Atom [Phys. Rev. B 70, 073312(2004)]。近期，該研究組的鄧智滔、季威等人進(jìn)一步研究了特殊的針尖狀態(tài)對(duì)STM成像的可能貢獻(xiàn)，得到對(duì)二萘嵌苯(perylene)分子特定電子態(tài)的選擇性成像。他們?cè)谘芯縫erylene在Ag(110)上的吸附性質(zhì)時(shí)，通過(guò)分析、比較具有反襯度與正常襯度的perylene分子像，提出了反襯度分子像是由于perylene分子吸附在鎢針尖表面而成像的模型。隨著針尖和樣品之間偏壓和隧道電流的逐漸變化，針尖分子的電子能級(jí)與樣品電子能級(jí)之間的匹配程度也逐漸發(fā)生變化。在偏壓為-0.67V時(shí)，樣品的部分銀原子表現(xiàn)為和分子一樣的凸起，分子就如同鑲嵌在銀基底中。在偏壓為-1.5V時(shí)，針尖上的分子能級(jí)與樣品上的分子能級(jí)不匹配，此時(shí)的STM圖像表征的是被樣品上的分子所改變的銀表面電子態(tài)。他們與Liverpool大學(xué)的W.A.Hofer博士等合作，從理論上得出了與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合的STM模擬圖像。該工作證明了perylene分子軌道作為STM針尖軌道的成像機(jī)制，擴(kuò)展了人們對(duì)分子納米體系STM成像結(jié)果的認(rèn)識(shí)，并且完善了掃描隧道電子顯微學(xué)的成像理論。 自1982年掃描隧道電子顯微鏡(STM) 發(fā)明以來(lái)，STM已成為表面科學(xué)和納米科技領(lǐng)域中最重要的研究工具之一。STM的成像是復(fù)雜的物理、化學(xué)過(guò)程，有些STM圖像甚至無(wú)法直接給出表面電子結(jié)構(gòu)的信息。隨著STM分析技巧的逐步提高，人們逐步加深了對(duì)STM成像機(jī)制的理解和對(duì)固體表面電子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)；進(jìn)而對(duì)STM針尖狀態(tài)實(shí)行人為控制，以表征過(guò)去用常規(guī)STM方法無(wú)法得到的精細(xì)表面原子與電子態(tài)結(jié)構(gòu)。