Scanning Probe Microscopy: Analytical Methods

223 Pages·1998·9.301 MB·English

by  R. Wiesendanger (auth.), Professor Dr. Roland Wiesendanger (eds.)

NNAANNOOSSCCIIEENNCCEE AANNDD TTEECCHHNNOOLLOOGGYY
SSpprriinnggeerr--VVeerrllaagg BBeerrlliinn HHeeiiddeellbbeerrgg GGmmbbHH
NNAANNOOSSCCIIEENNCCEE AANNDD TTEECCHHNNOOLLOOGGYY
SSeerriieess EEddiittoorrss:: KK.. vvoonn KKlliittzziinngg RR.. WWiieesseennddaannggeerr
SSlliiddiinngg FFrriiccttiioonn
PPhhyyssiiccaall PPrriinncciipplleess aanndd AApppplliiccaattiioonnss
BByy BB.. NN.. JJ.. PPeerrssssoonn
SSccaannnniinngg PPrroobbee MMiiccrroossccooppyy
AAnnaallyyttiiccaall MMeetthhooddss
EEddiittoorr:: RR.. WWiieesseennddaannggeerr
MMeessoossccooppiicc PPhhyyssiiccss aanndd EElleeccttrroonniiccss
EEddiittoorrss:: TT.. AAnnddoo,, YY.. AArraakkaawwaa,, KK.. FFuurruuyyaa,, SS.. KKoommiiyyaammaa,,
aanndd HH.. NNaakkaasshhiimmaa
RRoollaanndd WWiieesseennddaannggeerr ((EEdd..))
SSccaannnniinngg
PPrroobbee MMiiccrroossccooppyy
AAnnaallyyttiiccaall MMeetthhooddss
WWiitthh 113399 FFiigguurreess
SSpprriinnggeerr
PPrrooffeessssoorr DDrr.. RRoollaanndd WWiieesseennddaannggeerr
IInnssttiittuutt fflliirr AAnnggeewwaannddttee PPhhyyssiikk
UUnniivveerrssiittaatt HHaammbbuurrgg
JJuunnggiiuussssttrraassssee 1111
DD--2200335555 HHaammbbuurrgg,, GGeerrmmaannyy
SSeerriieess EEddiittoorrss::
PPrrooffeessssoorr DDrr..,, DDrreess.. hh.. cc.. KKllaauuss vvoonn KKlliittzziinngg
MMaaxx--PPllaanncckk--IInnssttiittuutt fflliirr FFeessttkkoorrppeerrffoorrsscchhuunngg,, HHeeiisseennbbeerrggssttrraassssee 11
DD--7700556699 SSttuuttttggaarrtt,, GGeerrmmaannyy
PPrrooffeessssoorr DDrr.. RRoollaanndd WWiieesseennddaannggeerr
IInnssttiittuutt fflliirr AAnnggeewwaannddttee PPhhyyssiikk,, UUnniivveerrssiittaatt HHaammbbuurrgg,, JJuunnggiiuussssttrraassssee 1111
DD--2200335555 HHaammbbuurrgg,, GGeerrmmaannyy
IISSSSNN 11443344--44990044
ISBN 978-3-642-08360-0 ISBN 978-3-662-03606-8 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-662-03606-8
LLiibbrraarryy ooff CCoonnggrreessss CCaattaallooggiinngg--iinn--PPuubblliiccaattiioonn DDaattaa:: WWiieesseennddaannggeerr,, RR.. ((RRoollaanndd)),, 11996611--.. SSccaannnniinngg pprroobbee
mmiiccrroossccooppyy:: aannaallyyttiiccaall mmeetthhooddssll RR.. WWiieesseennddaannggeerr.. pp.. eemm.. -- ((NNaannoosscciieennccee aanndd tteecchhnnoollooggyy)) IInncclluuddeess bbiibblliioo
ggrraapphhiiccaall rreeffeerreenncceess ((pp..)) aanndd iinnddeexx.. 11.. SSccaannnniinngg pprroobbee mmiiccrroossccooppyy..
II.. TTiittllee.. IIII.. SSeerriieess.. QQHH221122..SS3333WW553344 11999988 550022''..88''22--ddcc2211 9977--4488777733
TThhiiss wwoorrkk iiss ssuubbjjeecctt ttoo ccooppyyrriigghhtt.. AAllll rriigghhttss aarree rreesseerrvveedd,, wwhheetthheerr tthhee wwhhoollee oorr ppaarrtt ooff tthhee mmaatteerriiaall iiss
ccoonncceerrnneedd,, ssppeecciiffiiccaallllyy tthhee rriigghhttss ooff ttrraannssllaattiioonn,, rreepprriinnttiinngg,, rreeuussee ooff iilllluussttrraattiioonnss,, rreecciittaattiioonn,, bbrrooaaddccaassttiinngg,,
rreepprroodduuccttiioonn oonn mmiiccrrooffiillmm oorr iinn aannyy ootthheerr wwaayy,, aanndd ssttoorraaggee iinn ddaattaa bbaannkkss.. DDuupplliiccaattiioonn ooff tthhiiss ppuubblliiccaattiioonn oorr
ppaarrttss tthheerreeooffiiss ppeerrmmiitttteedd oonnllyy uunnddeerr tthhee pprroovviissiioonnss ooff tthhee GGeerrmmaann CCooppyyrriigghhtt LLaaww ooff SSeepptteemmbbeerr 99,, 11996655,, iinn iittss
ccuurrrreenntt vveerrssiioonn,, aanndd ppeerrmmiissssiioonn ffoorr uussee mmuusstt aallwwaayyss bbee oobbttaaiinneedd ffrroomm SSpprriinnggeerr--VVeerrllaagg.. VViioollaattiioonnss aarree lliiaabbllee
ffoorr pprroosseeccuuttiioonn uunnddeerr tthhee GGeerrmmaann CCooppyyrriigghhtt LLaaww..
@@ SSpprriinnggeerr--VVeerrllaagg BBeerrlliinn HHeeiiddeellbbeerrgg 11999988
OOrriiggiinnaallllyy ppuubblliisshheedd bbyy SSpprriinnggeerr--VVeerrllaagg BBeerrlliinn HHeeiiddeellbbeerrgg NNeeww YYoorrkk iinn 11999988..
SSooffttccoovveerr rreepprriinntt ooff tthhee hhaarrddccoovveerr 11ss tt eeddiittiioonn 11999988
TThhee uussee ooff ggeenneerraall ddeessccrriippttiivvee nnaammeess,, rreeggiisstteerreedd nnaammeess,, ttrraaddeemmaarrkkss,, eettcc.. iinn tthhiiss ppuubblliiccaattiioonn ddooeess nnoott iimmppllyy,,
eevveenn iinn tthhee aabbsseennccee ooff aa ssppeecciiffiicc ssttaatteemmeenntt,, tthhaatt ssuucchh nnaammeess aarree eexxeemmpptt ffrroomm tthhee rreelleevvaanntt pprrootteeccttiivvee llaawwss aanndd
rreegguullaattiioonnss aanndd tthheerreeffoorree ffrreeee ffoorr ggeenneerraall uussee..
TTyyppeesseettttiinngg:: DDaattaa ccoonnvveerrssiioonn bbyy AAddaamm LLeeiinnzz,, KKaarrllssrruuhhee
CCoovveerr ccoonncceepptt:: eeSSttuuddiioo CCaallaammaarr SStteeiinneenn
CCoovveerr pprroodduuccttiioonn:: ddeessiiggnn && pprroodduuccttiioonn,, HHeeiiddeellbbeerrgg
SSPPIINN:: 1100664488008888 5544//33114444 --554433221100 -- PPrriinntteedd oonn aacciidd--ffrreeee ppaappeerr
DDeeddiiccaatteedd ttoo
HHeellmmuutt KK.. VV.. LLoottsscchh
oonn tthhee ooccccaassiioonn
ooff hhiiss 6655tthh bbiirrtthhddaayy
ffoorr hhiiss oouuttssttaannddiinngg ccoonnttrriibbuuttiioonnss aass aann eeddiittoorr
iinn aaddvvaanncceedd pphhyyssiiccaall sscciieenncceess
PPrreeffaaccee
AAddvvaanncceess iinn mmaatteerriiaallss rreesseeaarrcchh rreeqquuiirree iinnccrreeaassiinnggllyy ppoowweerrffuull aannaallyyttiiccaall tteecchh
nniiqquueess wwiitthh rreeggaarrdd ttoo ssppaattiiaall rreessoolluuttiioonn aanndd sseennssiittiivviittyy..
TThhee ffiieelldd ooff SSccaannnniinngg TTUUnnnneelliinngg MMiiccrroossccooppyy ((SSTTMM)) aanndd tthhee rreellaatteedd SSccaann
nniinngg PPrroobbee MMeetthhooddss ((SSPPMM)) hhaass sseeeenn aa ttrreemmeennddoouuss pprrooggrreessss iinn rreecceenntt yyeeaarrss
dduuee ttoo tthhee iinnccrreeaassiinngg ddeemmaanndd ffoorr iimmaaggiinngg,, mmeeaassuurriinngg aanndd mmaanniippuullaattiinngg mmaa
tteerriiaallss'' pprrooppeerrttiieess ddoowwnn ttoo tthhee aattoommiicc lleennggtthh ssccaallee.. WWhhiillee aattoommiicc oorr mmoolleeccuullaarr
rreessoolluuttiioonn iiss nnoowwaaddaayyss rroouuttiinneellyy aacchhiieevveedd oonn mmaannyy ddiiffffeerreenntt kkiinnddss ooff mmaattee
rriiaallss tthheerree iiss aa ssttrroonngg nneeeedd ffoorr aannaallyyttiiccaall mmeetthhooddss aatt tthhee nnaannoommeetteerr oorr eevveenn
aattoommiicc ssccaallee.. TThhiiss vvoolluummee iiss ddeevvootteedd ttoo rreecceenntt pprrooggrreessss iinn ssccaannnniinngg pprroobbee
mmiiccrroossccooppyy wwiitthh rreeggaarrdd ttoo eelleemmeenntt--ssppeecciiffiicc iimmaaggiinngg ooff mmuullttiiccoommppoonneenntt ssyyss
tteemmss bbaasseedd oonn tthhee ddiiffffeerreenncceess iinn eelleeccttrroonniicc,, mmaaggnneettiicc,, ooppttiiccaall oorr mmeecchhaanniiccaall
pprrooppeerrttiieess bbeettwweeeenn ddiiffffeerreenntt cchheemmiiccaall ssppeecciieess..
AAfftteerr aa bbrriieeff iinnttrroodduuccttiioonn ((CChhaapp.. 11)),, TT.. AA.. JJuunngg,, FF.. JJ.. HHiimmppsseell,, RR.. RR..
SScchhlliittttlleerr,, aanndd JJ.. KK.. GGiimmzzeewwsskkii wwiillll ddiissccuussss cchheemmiiccaall iinnffoorrmmaattiioonn ffrroomm ssccaann
nniinngg pprroobbee mmiiccrroossccooppyy aanndd ssppeeccttrroossccooppyy pprriimmaarriillyy bbaasseedd oonn mmeeaassuurreemmeennttss
ooff eelleeccttrroonniicc aanndd mmeecchhaanniiccaall mmaatteerriiaall pprrooppeerrttiieess.. AA ssppeecciiaall cchheemmiiccaall ccoonnttrraasstt
mmeecchhaanniissmm bbaasseedd oonn tthhee ssppaattiiaallllyy rreessoollvveedd mmeeaassuurreemmeenntt ooff tthhee tthheerrmmoovvoollttaaggee
aaccrroossss tthhee ttuunnnneelliinngg bbaarrrriieerr wwiillll bbee ddiissccuusssseedd iinn CChhaapp.. 33 bbyy RR.. MMoolllleerr.. CChhaapp
tteerr 44 bbyy RR.. WWiieesseennddaannggeerr iiss ddeevvootteedd ttoo mmaaggnneettiicc ccoonnttrraasstt iimmaaggiinngg bbaasseedd oonn
ccoonncceeppttss ooff ssppiinn--ppoollaarriizzeedd ttuunnnneelliinngg mmiiccrroossccooppyy aanndd ssppeeccttrroossccooppyy lleeaaddiinngg ttoo aa
ddiissttiinnccttiioonn bbeettwweeeenn ddiiffffeerreenntt mmaaggnneettiicc iioonnss ddoowwnn ttoo tthhee aattoommiicc ssccaallee.. PPhhoottoonn
eemmiissssiioonn ffrroomm aa ssccaannnniinngg ttuunnnneelliinngg mmiiccrroossccooppee aass aa rreessuulltt ooff iinneellaassttiicc eelleecc
ttrroonn ttuunnnneelliinngg pprroocceesssseess iiss aannootthheerr ppoowweerrffuull ssppeeccttrroossccooppiicc mmeetthhoodd ttoo ddiissttiinn
gguuiisshh bbeettwweeeenn ddiiffffeerreenntt cchheemmiiccaall ssppeecciieess aanndd wwiillll bbee ddiissccuusssseedd iinn CChhaapp.. 55 bbyy
RR.. BBeerrnnddtt.. CChhaapptteerr 66 bbyy MM.. VVoollcckkeerr wwiillll ffooccuuss oonn tthhee iinntteerraaccttiioonn ooff llaasseerr lliigghhtt
wwiitthh aa ssccaannnniinngg ttuunnnneelliinngg mmiiccrroossccooppiicc aanndd iittss aapppplliiccaattiioonnss ttoowwaarrddss cchheemmiiccaall
ssppeecciiffiicc iimmaaggiinngg.. FFiinnaallllyy,, tthhee ccoommbbiinnaattiioonn ooff ccoonncceeppttss ooff ssccaannnniinngg pprroobbee mmii
ccrroossccooppyy aanndd ooppttiiccaall ssppeeccttrroossccooppyy wwiillll bbee oouuttlliinneedd iinn ddeettaaiill iinn CChhaapp.. 77 oonn
ssccaannnniinngg nneeaarr--ffiieelldd ooppttiiccaall mmiiccrroossccooppyy aanndd ssppeeccttrroossccooppyy bbyy UU.. CC.. FFiisscchheerr..
II wwoouulldd lliikkee ttoo tthhaannkk aallll ccoonnttrriibbuuttoorrss ffoorr tthheeiirr CChhaapptteerrss ttoo tthhiiss vvoolluummee
oonn aannaallyyttiiccaall mmeetthhooddss iinn ssccaannnniinngg pprroobbee mmiiccrroossccooppyy.. II aallssoo tthhaannkk SSpprriinnggeerr
VVeerrllaagg ffoorr aa pplleeaassaanntt aanndd ffrruuiittffuull ccoollllaabboorraattiioonn.. IItt iiss hhooppeedd tthhaatt tthhee pprreesseenntt
vvoolluummee wwiillll ppuutt tthhee rroollee ooff ssccaannnniinngg pprroobbee mmiiccrroossccooppyy iinn aannaallyyttiiccaall cchheemmiissttrryy
iinnttoo ppeerrssppeeccttiivvee aanndd tthhaatt iitt wwiillll ssttiimmuullaattee ffuurrtthheerr eeffffoorrttss ttoowwaarrddss aa nnoonn
ddeessttrruuccttiivvee aattoommiicc--rreessoolluuttiioonn mmaatteerriiaall aannaallyyssiiss..
HHaammbbuurrgg,, JJaannuuaarryy 11999988 RR.. WWiieesseennddaannggeerr
CCoonntteennttss
11.. IInnttrroodduuccttiioonn
RR.. WWiieesseennddaannggeerr ((WWiitthh 33 FFiigguurreess)) .............................................. 11
RReeffeerreenncceess.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 77
22.. CChheemmiiccaall IInnffoorrmmaattiioonn ffrroomm SSccaannnniinngg PPrroobbee
MMiiccrroossccooppyy aanndd SSppeeccttrroossccooppyy
TT.. AA.. lluunngg,, FF.. ll.. HHiimmppsseell,, RR.. RR.. SScchhlliittttlleerr,, aanndd ll.. KK.. GGiimmzzeewwsskkii
((WWiitthh 2255 FFiigguurreess)) .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 1111
22..11 BBaacckkggrroouunndd .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 1111
22..22 CCoonnttrraasstt vviiaa EElleeccttrroonniicc SSttaatteess .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 1133
22..22..11 RReessoonnaanntt TTuunnnneelliinngg.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 1133
22..22..22 SSeemmiiccoonndduuccttoorrss:: DDaanngglliinngg BBoonndd SSttaatteess ........................ 1155
22..22..33 MMeettaallss:: SSuurrffaaccee SSttaatteess aanndd IImmaaggee SSttaatteess ...................... 2200
22..22..44 IInnfflluueennccee ooff TTiipp SSttaatteess .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 2277
22..22..55 LLaatteerraall RReessoolluuttiioonn .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 2299
22..33 PPrroobbiinngg AAttoommiicc aanndd MMoolleeccuullaarr PPrrooppeerrttiieess.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 3322
22..33..11 MMoolleeccuullaarr SShhaappee iinn SSccaannnniinngg PPrroobbee MMiiccrroossccooppyy.. .. .. .. .... 3333
22..33..22 LLaatteerraall FFoorrccee MMiiccrroossccooppyy aanndd EEllaassttiicc PPrrooppeerrttiieess.. .. .. .. .... 3344
22..33..33 OOppttiiccaall aanndd SSppeeccttrroossccooppiicc TTeecchhnniiqquueess .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 3377
22..44 CCoonncclluussiioonn aanndd OOuuttllooookk .................................... .. .. .. .. .. .. .. .... 4400
RReeffeerreenncceess.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 4422
33.. TThheerrmmoovvoollttaaggeess iinn SSccaannnniinngg TTuunnnneelliinngg MMiiccrroossccooppyy
RR.. MMoolllleerr ((WWiitthh 1155 FFiigguurreess)) .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 4499
33..11 TThheeoorryy................................................................................ 5500
33..22 EExxppeerriimmeennttaall SSeettuupp ............................................................ 5533
33..33 RReessuullttss................................................................................ 5555
33..44 CCoonncclluussiioonn aanndd OOuuttllooookk ...................................................... 6688
RReeffeerreenncceess.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 6699
44.. SSppiinn--PPoollaarriizzeedd SSccaannnniinngg TTuunnnneelliinngg MMiiccrroossccooppyy
RR.. WWiieesseennddaannggeerr ((WWiitthh 1199 FFiigguurreess)) ............................................ 7711
44..11 SSppiinn--PPoollaarriizzeedd TTuunnnneelliinngg BBeettwweeeenn aa FFeerrrroommaaggnneett
aanndd aa SSuuppeerrccoonndduuccttoorr .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 7722
XX CCoonntteennttss
44..22 SSppiinn--PPoollaarriizzeedd TTuunnnneelliinngg BBeettwweeeenn TTwwoo MMaaggnneettiicc EElleeccttrrooddeess.. 7766
44..22..11 PPllaannaarr TTuunnnneell JJuunnccttiioonnss.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 7766
44..22..22 SSTTMM--TTyyppee JJuunnccttiioonnss wwiitthh aa VVaaccuuuumm BBaarrrriieerr .. .. .. .. .. .. .... 7799
44..33 SSppiinn--PPoollaarriizzeedd TTuunnnneelliinngg
BBeettwweeeenn aann OOppttiiccaallllyy PPuummppeedd SSeemmiiccoonndduuccttoorr
aanndd aa FFeerrrroommaaggnneettiicc CCoonntteerr--EElleeccttrrooddee .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 8899
44..44 OOtthheerr SSppiinn--SSeennssiittiivvee SSTTMM EExxppeerriimmeennttss ................................ 9911
44..55 CCoonncclluuddiinngg RReemmaarrkkss.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 9922
RReeffeerreenncceess.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 9933
55.. PPhhoottoonn EEmmiissssiioonn
ffrroomm tthhee SSccaannnniinngg TTuunnnneelliinngg MMiiccrroossccooppee
RR.. BBeerrnnddtt ((WWiitthh 2288 FFiigguurreess)) .................................................... "" 9977
55..11 EExxppeerriimmeennttaall CCoonnssiiddeerraattiioonnss ............................................ "" 9999
55..11..11 PPhhoottoonn CCoolllleeccttiioonn ...................................................... 9999
55..11..22 MMooddeess ooff MMeeaassuurreemmeenntt.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 110000
55..11..33 PPhhoottoonn IInntteennssiittiieess .... .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 110011
55..22 PPhhoottoonn EEmmiissssiioonn ffrroomm MMeettaallss .............................................. 110011
55..22..11 IInnttrroodduuccttiioonn ............ .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 110011
55..22..22 CCoommppaarriissoonn wwiitthh TThheeoorreettiiccaall MMooddeellss.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 110033
55..22..33 IIssoocchhrroommaatt SSppeeccttrroossccooppyy ............................................ 110088
55..22..44 PPhhoottoonn MMaappppiinngg .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 111133
55..33 PPhhoottoonn EEmmiissssiioonn ffrroomm SSeemmiiccoonndduuccttoorrss.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 112200
55..33..11 IInnddiirreecctt GGaapp MMaatteerriiaallss.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 112200
55..33..22 DDiirreecctt GGaapp MMaatteerriiaallss .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 112211
55..44 MMoolleeccuulleess oonn SSuurrffaacceess .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 112288
55..55 CCoonncclluuddiinngg RReemmaarrkkss .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 113300
RReeffeerreenncceess.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 113311
66.. LLaasseerr SSccaannnniinngg TTuunnnneelliinngg MMiiccrroossccooppee
MM.. VVoollcckkeerr ((WWiitthh 2222 FFiigguurreess)) .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 113355
66..11 IInnssttrruummeennttaattiioonn .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 113366
66..11..11 MMiiccrroossccooppeess................................................................ 113377
66..11..22 LLaasseerrss........................................................................ 113377
66..11..33 DDeetteeccttiioonn ooff NNoonnlliinneeaarr SSiiggnnaallss .................................... 113388
66..22 CCoouupplliinngg ooff LLaasseerr LLiigghhtt iinnttoo tthhee TTuunnnneelliinngg JJuunnccttiioonn .. .. .. .. .. .... 113399
66..33 IInntteerraaccttiioonn ooff tthhee TTuunnnneelliinngg JJuunnccttiioonn wwiitthh LLaasseerr LLiigghhtt .......... 114411
66..33..11 TThheerrmmaall EEffffeeccttss.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 114411
66..33..22 PPhhoottoovvoollttaaiicc EEffffeeccttss .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 114422
66..33..33 GGeenneerraattiioonn ooff NNoonnlliinneeaarr SSiiggnnaallss .................................. 114422
66..33..44 MMiiccrroossccooppiicc MMooddeell .................................................. "" 114477
66..33..55 DDiissttaannccee CCoonnttrrooll .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 114488
66..44 AApppplliiccaattiioonnss ooff PPhhoottoovvoollttaaiicc EEffffeeccttss .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 114488
66..44..11 TTiimmee RReessoolluuttiioonn ........................................................ 114488
66..44..22 PPhhoottoo--IInndduucceedd TTuunnnneelliinngg CCuurrrreenntt .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 114499
CCoonntteennttss XXII
66..55 AApppplliiccaattiioonnss ooff NNoonnlliinneeaarr SSiiggnnaallss.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 114499
66..55..11 LLaasseerr--DDrriivveenn SSccaannnniinngg TTUUnnnneelliinngg MMiiccrroossccooppee.. .. .. .. .. .. .... 114499
66..55..22 LLooccaall CCoonndduuccttiivviittyy .................................................... 115522
66..55..33 PPrrooppaaggaattiinngg SSuurrffaaccee PPllaassmmoonnss .................................... 115544
66..55..44 AACC SSccaannnniinngg TTUUnnnneelliinngg MMiiccrroossccooppee.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 115566
66..55..55 TTUUnnnneelliinngg TTiimmee.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 115566
66..66 SSppeeccttrroossccooppyy ...................................................................... 115577
RReeffeerreenncceess .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 115588
77.. SSccaannnniinngg NNeeaarr--FFiieelldd OOppttiiccaall MMiiccrroossccooppyy
CC.. FFiisscchheerr ((WWiitthh 2277 FFiigguurreess)) ...... .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 116611
77..11 BBaacckkggrroouunndd .... .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 116622
77..22 CChhaarraacctteerriissttiicc OOppttiiccaall CCoommppoonneennttss ooff aa SSNNOOMM .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 116655
77..22..11 RRaayy OOppttiiccss ooff aa SSNNOOMM.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 116666
77..22..22 TThhee LLiinnkk.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 116677
77..22..33 TThhee TTiipp .................................................................... 116699
77..33 DDiissttaannccee CCoonnttrrooll iinn SSNNOOMM .... .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 117700
77..44 AArrttiiffaaccttss ............................................................................ 117733
77..55 PPrroobbee CCoonncceeppttss .................................................................. 117744
77..55..11 PPaassssiivvee PPrroobbeess ............................................................ 117744
77..55..22 AAccttiivvee PPrroobbeess .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 118822
77..66 CCoonnttrraasstt iinn NNeeaarr--FFiieelldd MMiiccrroossccooppyy.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 118833
77..66..11 CCoonnttrraasstt iinn tthhee CCoonnvveennttiioonnaall SSeennssee.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 118844
77..66..22 SSppeecciiffiicc NNeeaarr--FFiieelldd CCoonnttrraasstt ..........-- .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 118844
77..77 SSppeeccttrroossccooppiicc AApppplliiccaattiioonnss ooff SSNNOOMM .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 118899
77..77..11 SSNNOOMM aatt HHiigghh LLaatteerraall RReessoolluuttiioonn.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 118899
77..77..22 SSiinnggllee--MMoolleeccuullee DDeetteeccttiioonn ............................................ 119933
77..77..33 TThhiinn OOrrggaanniicc FFiillmmss aanndd BBiioollooggiiccaall PPrreeppaarraattiioonnss.. .. .. .. .... 119944
77..77..44 SSeemmiiccoonndduuccttoorrss .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 119966
77..77..55 WWaavveegguuiiddee SSttrruuccttuurreess.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 119999
77..88 NNaannoopphhoottoolliitthhooggrraapphhyy.......................................................... 220000
77..99 CCoonncclluussiioonnss ................................................................ .. .. .... 220033
RReeffeerreenncceess.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 220044
SSuubbjjeecctt IInnddeexx .......................................................................... __ __ 221111
CCoonnttrriibbuuttoorrss
RR.. BBeerrnnddtt RR.. MMoolllleerr
22.. IInnssttiittuuttee ooff PPhhyyssiiccss UUnniivveerrssiittiiiitt GGeessaammtthhoocchhsscchhuullee EEsssseenn
RRWWTTHH AAaacchheenn FFaacchhbbeerreeiicchh 77 -- PPhhyyssiikk
TTeemmpplleerrggrraabbeenn 5555 IInnssiittuutt ffuurr LLaasseerr--PPllaassmmaapphhyyssiikk
DD--5522005566 AAaacchheenn,, GGeerrmmaannyy DD--4455111177 EEsssseenn,, GGeerrmmaannyy
UU.. FFiisscchheerr RR.. RR.. SScchhlliittttlleerr
IInnssttiittuuttee ooff PPhhyyssiiccss IIBBMM RReesseeaarrcchh DDiivviissiioonn
UUnniivveerrssiittyy ooff MMuunnsstteerr ZZuurriicchh RReesseeaarrcchh LLaabboorraattoorryy
WWiillhheellmm--KKlleemmmm--SSttrraaBBee 1100 SSiiiiuummeerrssttrraaBBee 44
DD--4488114499 MMuunnsstteerr,, GGeerrmmaannyy CCHH--88880033 RRuusscchhlliikkoonn,, SSwwiittzzeerrllaanndd
JJ.. KK.. GGiimmzzeewwsskkii MM.. VVoo11cckkeerr
IIBBMM RReesseeaarrcchh DDiivviissiioonn CCaarrll ZZeeiissss,, FFOO--IIBB
ZZuurriicchh RReesseeaarrcchh LLaabboorraattoorryy DD--7733444466 OObbeerrkkoocchheenn,, GGeerrmmaannyy
SSiiiiuummeerrssttrraaBBee 44
CCHH--88880033 RRuusscchhlliikkoonn,, SSwwiittzzeerrllaanndd RR.. WWiieesseennddaannggeerr
IInnssttiittuuttee ooff AApppplliieedd PPhhyyssiiccss
FF.. JJ.. HHiimmppsseell UUnniivveerrssiittyy ooff HHaammbbuurrgg
DDeeppaarrttmmeenntt ooff PPhhyyssiiccss JJuunnggiiuussssttrraaBBee 1111
UUnniivveerrssiittyy ooff WWiissccoonnssiinn aatt MMaaddiissoonn DD--2200335555 HHaammbbuurrgg,, GGeerrmmaannyy
11115500 UUnniivveerrssiittyy AAvvee..
MMaaddiissoonn,, WWII 5533770066--11339900,, UUSSAA
TT..AA.. JJuunngg
LLaabboorraattoorryy ffoorr MMiiccrroo--
aanndd NN aannoossttrruuccttuurreess
PPaauull SScchheerrrreerr IInnssttiittuuttee
CCHH--55223322 VViilllliiggeenn,, SSwwiittzzeerrllaanndd