这种可调谐微波频率交流扫描隧道显微镜(ACSTM)可以记录绝缘体表面的局部化学信息和局部光谱，类似于传统的STM对半导体和金属的作用。
微波频率范围内的光谱学在导电基板上提供先前未成功的测量，例如，单独吸附分子的旋转光谱。
Paul Weiss教授在20世纪90年代早期开发了这项技术。韦斯是加州大学洛杉矶分校(UCLA)加州纳米系统研究所(California NanoSystems Institute)纳米技术研究部门韦斯集团(Weiss Group)的纳米先驱主管。
的ACSTM单分子测量方法已经提供了有关化学行为的先前未知的细节，包括观察单个分子在表面上的运动，甚至分子内的单键的振动。
这些类型的测量对于理解从单个原子到最复杂的蛋白质组件的实体是必不可少的。
”我们使用分子设计，定制的合成，分子间相互作用和选择性化学将分子指向所需的位置以产生纳米结构，将功能分子连接到外界，并用作测量单或捆绑分子的测试结构，Weiss集团的首席技术人员David McMillan说。
”ACSTM能够在要设计，指导，测量，理解和开发的分子内和分子之间的相互作用。”
该小组分析这些相互作用如何影响电子功能、结构、动力学、化学和不同的特性。
这些相互作用可用于形成准确的分子组件纳米结构和图案，并稳定和控制功能。
通过对动力学、相互作用和功能在最小尺度上的理解，该小组的目标是在所有尺度上增强合成系统。
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理解ACSTM
扫描隧道显微镜是建立在量子隧道的基础上的。当导电尖端移动到非常接近要分析的表面时，两者之间的偏置(电压差)使电子能够在它们之间的真空中移动。
由此产生的隧穿电流是外加电压、尖端位置和样品的局部状态密度的函数。
当尖端的位置扫描表面时，通过观察电流收集信息。这通常以图像的形式呈现。
STM是一种很难使用的方法，因为它需要非常稳定和清洁的表面，以及复杂的电子设备、尖锐的尖端和出色的振动控制。
对于STM来说，0.01 nm的深度分辨率和0.1 nm的横向分辨率被认为是良好的分辨率。
利用从表面反射的微波，微波通量衰减和由隧道结产生的微波的谐波，ACSTMS探测绝缘体表面的化学。
他们分析隧穿结产生的光子和隧穿电子激发的光子。这为空间分辨率提供了巨大的好处，因为光子只来自于电子穿过的分子或原子。
测试证明了非线性光谱中的谐波振幅ACSTM可以在充电，电子结构和分子运动方面理解。
Weiss集团采用这些非线性来研究绝缘体表面状态的电子能量。
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振动隔离
ACSTM必须位于一个高度稳定的操作环境中，以实现纳米级光谱和化学数据集。”实验室使用几乎完全是气动隔离的光学表，”麦克米兰。
”我们的一个大问题是空间限制。我们需要更小的气动光学台。但随着空气桌的变小，其隔振性能逐渐降低。”
实验室有时被迁移到UCLA的交替位置，这意味着空间不是唯一的挑战。
2009年，该实验室位于一座钢结构建筑的六楼，该建筑存在广泛的运动挑战，并产生低频振动。
”我们引入了一个主动隔振装置和一个负刚度系统进行测试。”描述麦克米兰。”我们比较了这两个系统，并且负刚度系统随着我们关注的频率而言，这是由建筑物的运动引起的较低频率，在10到24赫兹之间。”
由于报告，McMillan最初由负刚度隔离器呼吸，因为报告可以在小占地面积中保证非常好的低频隔振隔离，使得在紧凑型盒中的位置更简单，以进行热稳定性。
”我把它放在循环加速度计上，它的表现非常出色，”麦克米兰补充道。”比我们以前用过的任何隔振器都要好得多。”
在负刚度隔振中，垂直运动隔振是通过一个刚性弹簧与负刚度机构结合来保持重量。
在不影响弹簧静力承载能力的情况下，使净垂直刚度非常低。与垂直运动隔振器串联的梁柱提供水平运动隔振。
梁柱的作用类似弹簧和负刚度机构。结果是一个紧凑的被动隔振器具有非常低的水平和垂直固有频率和非常高的内部结构频率的能力。
隔离器带来0.5 Hz的水平隔离和0.5 Hz的垂直隔离，利用一个完全被动的机械系统，不需要电力或空气。
隔离在0.7 Hz左右开始，对于固有频率为0.5 Hz的隔离系统，随着振动频率的增加而增强。在描述系统性能时，更常用的是固有频率。
负刚度隔离器在0.5 Hz下共振。实际上在这个频率上没有能量存在。在0.5 Hz处定位显著振动是非常不可能的。频率在0.7 Hz以上的振动随着频率的增加而迅速衰减。
空气表隔振系统垂直提供受限隔离，水平提供较少隔离。它们会使隔振问题恶化，因为它们的共振频率可能等于地板振动的频率。
而不是减少振动，空气表将放大他们在2至7赫兹的正常范围，由于自然频率的表共振。
所有隔离器将放大在他们的共振频率，然后他们将开始隔离。在这个共振频率范围内的任何振动都可以被放大而不被衰减。
负刚度隔振器的传递率在空气系统上显著优化。传递率是相对于输入振动而言，通过隔振器传递的振动的量度。
当调整到0.5Hz时，负刚度隔离器在2 Hz的分离效率为93％，5 Hz，99.7％，10 Hz为99.7％。
”在过去的四年中，我们已经将六个负刚度隔离系统放入实验室中，”麦克米兰。”从那以后，我们搬到了活动较少的地方。虽然我们仍然有一些空气工作台在使用，我们的工作人员和研究生更喜欢负刚度隔振器。”
致谢
由最初由Patrick Ro亚博网站下载berts撰写的材料从Minus K.
这些信息已经从Minus K Technology提供的材料中获得、审查和改编。亚博网站下载
有关此来源的更多信息，请访问- K技术。