Der Versuchsaufbau besteht aus einem schwingungsgedämpften Tisch, auf dem sich das
Rastertunnelmikroskop befindet. Dieses wird über einen Mess-Rechner gesteuert, der auch die
Daten aufnimmt. Ein Oszilloskop dient dazu, direkt den Tunnelstrom $I$ und die an dem Piezo-Röhrchen
anliegende z-Spannung $U_z$ anzuzeigen. Ein Analyse-Rechner dient einer ersten Auswertung der
gewonnenen Daten.
Bei dem im Praktikumsversuch verwendeten RTM (Abb. 1) wird die zu untersuchende Probe in eine
Schublade geklemmt, die durch einen Piezo-Motor in die Nähe der Spitze gefahren werden kann.
Beim Abrastern wird dagegen die Spitze mittels des Röhrenscanners bewegt. Das Heranfahren der
Probe in den Tunnelkontakt geschieht folgendermaßen:
Zuerst wird mittels des Piezo-Motors die Probe bis auf ca. 1/4 mm Abstand an die Spitze
herangefahren. Dies geschieht unter Sichtkontrolle durch ein optisches Mikroskop.
Danach wird die Probe über die Steuerelektronik des RTMs angenähert. Der Motor bewegt
die Probe um einen Schritt in Richtung Spitze, anschließend wird die Spitze mit dem
Röhrenscanner ausgefahren und gemessen, ob bereits ein Tunnelstrom fließt. Ist dies nicht
der Fall, wird die Spitze wieder zurückgezogen, und der Motor macht den nächsten Schritt,
usw. Diese Prozedur wiederholt sich, bis ein Tunnelstrom gemessen wird.
Abb. 1: Foto des zu verwendenden Raumtemperatur-Rastertunnelmikroskops. Der Röhrenscanner ist hinter dem
Kupferblech versteckt und hält die Spitze. Die Probe wird in einer Schublade durch zwei Federn gehalten. Diese Schublade
ist auf einem Saphir-Prisma montiert, welches durch den hinter dem Molybdänblech versteckten Piezo-Motor schrittweise
nach oben oder unten gefahren werden kann.
