Ab-initio calculations for the interpretation of scanning-probe microscopy
Project goals
Scanning tunneling microscope and atomic force microscope are both capable of imaging solid surfaces with atomic resolution. However, the relation of the tunneling current or atomic forces to the real atomic and electronic structure of the imaged surfaceis not straightforward. In order to facilitate the interpretation of data yielded by this microscopic methods, extensive ab-initio calculations will be performed, simulating the interaction of the scanning tip with selected types of surfaces. Relaxationof the tip and surface structure due to their interaction will be taken into account. Tunneling conductance and the interaction force will be calculated as functions of the tip position. Graphite and silicon surfaces covered with adsorbates as well as surfaces of metallic alloys will be chosen for the simulations. Results obtained for several plausible models of the probing tip will be compared. The possibilities of achieving chemical identification of individual atoms and performing deliberate atomicmanipulations with the scanning tip will be explored.
Keywords
ab-initiocalculationsscanningtunnelingmicroscopyatomicforcemicroscopychemicalresolutionatomicmanipulationsatomicstructuretipstructuresurfacesgraphitegraphenesiliconalloysorganicmolecules
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Post-graduate (doctorate) grants
Call for proposals
Postdoktorandské granty 11 (SGA02011GA1PD)
Main participants
—
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
P204-11-P578
Alternative language
Project name in Czech
Ab-initio výpočty pro interpretaci mikroskopie s rastrující sondou
Annotation in Czech
Rastrovací tunelový mikroskop i mikroskop atomárních sil jsou schopny dosáhnout atomárního rozlišení při zobrazování pevných povrchů. Souvislost tunelového proudu nebo atomárních sil se skutečnou atomární a elektronovou strukturou zobrazovaných povrchů však není přímočará. Aby bylo možné lépe interpretovat data poskytovaná těmito mikroskopy, budou provedeny rozsáhlé ab-initio výpočty, simulující interakci hrotu rastrující sondy s vybranými typy povrchu. Zahrnuta bude i relaxace struktury hrotu a povrchuv důsledku vzájemné interakce. Bude vypočten tunelový proud a síla vzájemného působení v závislosti na poloze hrotu. Mezi vybranými modelovými povrchy budou povrchy grafitu a křemíku s případným adsorbátem i povrchy kovových slitin. Budou porovnány výsledky získané s různými modely hrotu. Také bude studována možnost chemické identifikace jednotlivých atomů a možnost manipulovat atomy pomocí rastrujícího hrotu.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
The project is focused on ab initio calculations for the interpretation of scanning probe microscopy. Performed first principles simulations allow to model a wide range of influences and express their importance for the experiment. The investigator published a number of partial results in the works of larger collectives; however his work is evident.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2011
Realization period - end
Dec 31, 2013
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Jun 12, 2013
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP15-GA0-GP-U/02:2
Data delivery date
May 6, 2016
Finance
Total approved costs
1,527 thou. CZK
Public financial support
1,527 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
1 527 CZK thou.
Public support
1 527 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
BM - Solid-state physics and magnetism
Solution period
01. 01. 2011 - 31. 12. 2013