PIC16C65单片机在扫描隧道显微镜中的应用.pdf

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传感器技术袁芳等: P IC16C65 单片机在扫描隧道显微镜中的应用ö
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P IC16C65 单片机在扫描隧道显微镜中的应用ö
袁芳1, 杨圣2
(1 上海海运学院信息工程学院上海 200135; 2 中国科学技术大学安徽合肥 230026 )
摘要: 简要阐述了扫描隧道显微镜的基本组成及扫描成像原理, 介绍了一种以 P IC16C65 单片机为微处理器的扫描隧
道显微镜电子学系统的组成和接口电路以及部分接口子程序。
关键词: 扫描隧道显微镜; P IC16C65; M A X195; AD 1866
中图分类号: T P368 1 文献标识码: B 文章编号: 1004 373X (2005) 08 068 02
Application of the P IC16C65 Single Ch ip to Scann ing TunnelM icroscope
YUAN Fang1, YAN G Sheng2
(1 Institute of Info rmation Engineering, ShanghaiM aritime U niversity, Shanghai, 200135, China;
2 U niversity of Science and Techno logy of China, H efei, 230026, China)
Abs tra c t: T he paper summ arises the m ainly parts of the scanning tunnel m icro scope and the p rinciple of the scanning imagings,
and introduces the interface circuit and the subp rogram of the P IC16C65 w ith the o ther parts
Ke yw o rds: scanning tunnel m icro scope; P IC16C65; M A X195; AD 1866
点做比较, 比较的结果反映了针尖与样品间距与设定值之
1 概述
间的偏差。通常在 STM 电子学系统中引入比例积分控制器
扫描探针显微镜(STM ) 是纳米科技发展中最重要的用做反馈电路, 以调整扫描器 z 方向的运动来保持隧道电
工具。他基于量子力学中的隧道贯穿理论, 其核心是一个流恒定, 这时针尖与样品在 z 轴方向的间距反映了样品表
能在金属样品表面上扫描并与样品间有一定的偏置电压面高度的起伏变化。这就是 STM 的恒流模式[ 2 ]。
的直径为原子尺度的针尖。当样品与针尖之间的距离非常目前国内有多家生产扫描隧道显微镜的厂家, 内部电
接近时, 电子就可以通过隧道效应由针尖转移到样品或从子学部分基本上是以DSP 芯片为核心、外部附加高精度
样品转移到针尖, 从而形成隧道电流。隧道电流的大小与 A D 或D A 等外围器件构成。由于DSP 芯片结构和功能的
他们的间距成负指数关系[ 1 ]: 复杂性, 不方便使用和学习, 下面介绍一种以M