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Chemisches-Potential-Rastermikroskop

SCPM (Scanning Chemical Potential Microscope), Rastertunnelmikroskop zur Messung der Differenz des chemischen Potentials zwischen Tunnelspitze und Probe. Zwischen diesen beiden, die aus möglichst unterschiedlichem Material bestehen sollten, liegt ein Temperaturgradient. Dieser Temperaturgradient zwischen den verschiedenen Materialien erzeugt eine thermoelektrische Spannung. Die elektronischen Zustände in der Tunnelspitze und der Probe sind über die kurze Distanz stark gekoppelt, und die verschiedenen elektrochemischen Potentiale versuchen sich über einen Tunnelstrom auszugleichen. Das thermoelektrische Potential Dm zwischen der Tunnelspitze mit der Temperatur T0 und der Probe mit der Temperatur T lässt sich berechnen zu:

potential-rastermikroskop.gif" v:shapes="_x0000_i1223" alt="Chemisches-Potential-Rastermikroskop">

(mSpitze und mProbe sind die gemittelten chemischen Potentiale). Für kleine Temperaturdifferenzen DT1 = T - T0 kann obiges Integral angenähert werden durch potential-rastermikroskop.gif" v:shapes="_x0000_i1224" alt="Chemisches-Potential-Rastermikroskop">. Unter der Annahme, dass potential-rastermikroskop.gif" v:shapes="_x0000_i1225" alt="Chemisches-Potential-Rastermikroskop"> konstant ist, entspricht der Ausdruck potential-rastermikroskop.gif" v:shapes="_x0000_i1226" alt="Chemisches-Potential-Rastermikroskop"> dem thermoelektrischen Signal. Die Grösse dT ist dabei die Temperaturdifferenz zwischen Tunnelspitze und Probe. Das thermoelektrische Potential ist damit proportional zum Gradienten des elektrochemischen Potentials.

 

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