INELASTISCHE ELEKTRONENTUNNELSPEKTROSKOPIE
IETS untersucht die Schwingungseigenschaften einzelner Moleküle durch Messung der Elektronen, die Schwingungen durch inelastische Streuung anregen, wie in der Figur skizziert. Während das RTM im Abbildungsmodus und auch STS nur die Elektronen berücksichtigt, die elastisch tunneln, d.h. keine Energieänderung auf ihrem Weg von Spitze zu Probe erfahren (Weg a in Abb. 1), verliert ein kleiner Teil der Elektronen (größenordnungsmäßig 10-4 oder weniger) Energie beim Tunneln durch Anregung von Adsorbatschwingungen.
Abb. 1: Schematische Darstellung des a) elastischen und des b) inelastischen Tunnelprozesses [K. Morgenstern et al., Phys. Status Solidi B 250, 9, 1671–1751 (2013)].
Für adsorbierte Moleküle öffnet sich der sogenannte inelastische Kanal (Weg b in Abb. 1) sobald die Elektronenenergie derjenigen der molekularen Schwingung ħω entspricht. Oberhalb von ħω können Elektronen inelastisch in einen unbesetzten Zustand kleinerer Energie tunneln. IETS verwendet die nichtmonotonen Änderungen in der Leitfähigkeit bei ħω/e zur Messung der Schwingungsenergie. In erster Näherung erhöht der zusätzliche Kanal die Leitfähigkeit. Es konnte jedoch theoretisch gezeigt werden, dass der elastische Kanal bei der gleichen Energie aufgrund von Mehrteilcheneffekten reduziert wird und so die Gesamtleitfähigkeit auch abnehmen kann.
Controlled manipulation of single atoms and small molecules using the scanning tunnelling microscope
This article reviews manipulation of single molecules by
scanning tunnelling microscopes, in particular vertical manip-
ulation, lateral manipulation, and inelastic electron tunnelling
(IET) manipulation.