Question

掃描隧道顯微鏡（STM）是根據量子力學原理中的隧道效應而設計成的，當原子尺度的探針針尖在不到一個納米的高度上掃描樣品時，外加一電壓（2mV～2V），針尖與樣品之間產生隧道效應而有電子逸出，形成隧道電流．電流強度隨針尖與樣品間的距離的減少而指數上升（如圖1所示），當探針沿物質表面按給定高度掃描時，因樣品表面原子凹凸不平，使探針與物質表面間的距離不斷發生改變，從而引起隧道電流不斷發生改變．將電流的這種改變圖象化即可顯示出原子水平的凹凸形態．掃描隧道顯微鏡的分辨率很高，橫向為0.1～0.2nm，縱向可達0.001nm．如果探針針尖在圖2所示的樣品表面，從圖示位置開始，以恒定高度做一維勻速掃描，如果針尖與樣品間地距離在r₁和r₂的范圍內變化，則產生的隧道電流可能是選項中的哪種？（　　）

A．

B．

C．

D．

Answer 1

由題意，探針針尖在圖2所示的樣品表面以恒定高度做一維勻速掃描，在一個周期內：前半個周期，探針針尖與樣品間的距離均勻增大，由圖（1）知，隧道電流非均勻減小，在后半個內，探針針尖與樣品間的距離均勻減小，由圖（1）知，隧道電流非均勻增大，故C正確．
故選C