Resultate der Simualtion
Die Scans entlang der Kante des Defekts wurden in verschiedenen
Höhen über der Probe wiederholt, wobei aber der einzelne Scan bei konstanter Höhe erfolgte.
Daneben wurde zum Vergleich eine intakte Oberfläche im jeweils gleichen Abstand gescannt.
Die Illustration in Bild 1 zeigt das vorderste Atom der Spitze über der Reihe derjenigen
Atome, welche die Kante des Defekts bilden.
Die Bilder 2 bis 5 zeigen den Verlauf der z - Kraft bei zunehmender Höhe über der Probe.
Auffällig ist, dass bei zunehmendem Abstand zur Probe die z - Kraft entlang des Defekts
im Verhältnis zur z - Kraft der intakten Oberfläche stark zunimmt. Bei kleinem Abstand
zur Probe wird die z - Kraft fast auschliesslich durch das einzelne Atom unterhalb der Spitze
verursacht, während die Atome in der Umgebung davon fast nichts dazu beitragen. Mit zunehmendem
Abstand nimmt der Einfluss der Atome in der Umgebung zu und das lokale, jeweils positive resp. negative
Ladungsdefizit macht sich stark bemerkbar.
Dies ist sicher ein Grund dafür, weshalb bei AFM - Bildern Layer - Kanten und - Gräben
stark überhöht dargestellt werden, wie es weiter oben anhand experimenteller Ergebnisse
gezeigt wurde.
Bild 1: Diese Illustration zeigt das vorderste Atom der Spitze (Pfeil), wie es über
die Ionen der Defekt-Kante scannt. Zur Verdeutlichung ist das Gitter gezeichnet. Die
rote Linie zeigt den Verlauf der z - Kraft entlang des Defekts, die blaue den Verlauf
bei einer intakten Oberfläche.
Wegen der endlichen Ausdehnung der Probenoberfläche geht die Kraft am linken und rechten
Rand der Probe gegen Null. Zudem ist der gesamte Verlauf der Kraft leicht nach rechts
"geneigt", da am linken und rechten Rand der Probe entgegengestzt geladene Ionen sitzen
(die Probenoberfläche hat eine "Kantenlänge" von 10 Atomen). Neben dem Scan der Defekt-
Kante (rot) wurde zum Vergleich der Scan der intakten Oberfläche abgebildet (blau).
Bild 2: Die Spitze befindet sich in 0.457nm Höhe sehr nahe an der Oberfläche
(die Gitterkonstante beträgt 0.6528nm, das heisst der Abstand zweier Ionen im Gitter
beträgt 0.3264nm). Der Kraftverlauf entlang des Defekts (rot) ist fast identisch mit demjenigen
der intakten Oberfläche (blau).
Bild 3: Die Spitze befindet sich in 0.557nm Höhe. Die Amplitude der z - Kraft entlang
des Defekts (rot) ist etwa doppelt so gross wie bei der intakten Oberfläche (blau).
Bild 4: Die Spitze befindet sich in 0.657nm Höhe.
Bild 5: Die Spitze befindet sich in 0.757nm Höhe. Die Amplitude der z - Kraft (rot) beträgt
ein mehrfaches wie bei der intakten Oberfläche (blau).
