Max 在伊尔梅瑙：使用 Cryo STM 发现分子奇迹！

Max 在伊尔梅瑙：使用 Cryo STM 发现分子奇迹！

Max，一名专心致志的物理系学生 伊尔梅瑙工业大学 ，在那里顺利完成了学士和硕士学位，并正在该大学攻读博士学位。高中毕业后不久，他就对工程课程以及数学和物理产生了浓厚的兴趣。伊尔梅瑙选择技术物理是显而易见的，因为该课程结合了工程和物理培训。

马克斯在攻读学士学位期间就已经有机会与各个研究小组进行互动。丰富的设备和现代化的实验室给他留下了深刻的印象。特别是 2021 年新购买的扫描隧道显微镜 Cryo STM，让他有机会成为最早使用该显微镜并在分子水平上研究实验物理的人之一。

对现代显微镜的着迷

Max 的目标是利用在极低温度下工作的 Cryo STM，将光谱方法与显微镜的原子空间分辨率结合起来。他对测量单个分子的光的可能性特别着迷。他强调，伊尔梅瑙工业大学为学生提供了在学士学位期间参与研究的宝贵机会。

Max 还拥有担任学生助理的实践经验，负责超高真空中的样品加热。他定期在小组会议上与同事讨论并介绍当前的出版物，这加深了他在固体物理和未来电子学领域的研究兴趣。

扫描隧道显微镜技术背景

扫描隧道显微镜 (STM) 于 1984 年开发出来，基于量子力学隧道效应。两个导电电极由薄绝缘层（例如真空）隔开。当施加电压时，电子可以穿过该势垒，形成闭合电路。隧道电流是金属尖端（通常由钨或铂铱合金制成）与样品之间距离的度量。

STM 的精度令人印象深刻。针尖与样品之间的距离通常仅为 0.1 nm。在扫描过程中，会创建样品的高度轮廓，当尖端移动穿过样品时，使用反馈控制系统使该高度轮廓保持恒定。该技术能够表征导电基材表面并识别单个分子，例如金表面上的铜酞菁。

该显微镜的扫描仪单元使用带有压电晶体的管扫描仪，可以在所有三个空间方向上进行极其精确的定位。隧道电流很大程度上取决于尖端到样品的距离，从而实现原子分辨率。该技术甚至能够使云纹上部结构可见，并提供约 1 pm 的 z 分辨率。

Max 在伊尔梅瑙工业大学的研究小组使用两台扫描隧道显微镜，其中包括一台氦冷却低温 STM，该显微镜以其独特的测量功能而闻名。马克斯意识到现代设备的优势。他特别强调了氦气回收和功能性基础设施，这对于成功的研究至关重要。