研究目的
通过使用小振幅同步扫描隧道显微镜/原子力显微镜（STM/AFM），深入了解石墨烯表面STM与AFM的相对对比机制。
研究成果
同时进行小振幅的扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）观测，可在石墨烯成像中观察到不同的对比机制：AFM呈现蜂窝状图案，而STM显示碳原子间存在极大值的三角图案。该技术证实典型STM成像发生在排斥力区间，且原子弛豫可能影响结果。同步操作对理解这些机制至关重要。
研究不足
室温下的热漂移使特定位置的光谱分析变得复杂。使用金属探针并不常见，且可能引入不确定性。与理论值相比的力值差异表明，可能存在未充分考虑的静电力和探针几何形状的影响。
1：实验设计与方法选择：
采用改装有法布里-珀罗光纤干涉仪的高灵敏度商用扫描隧道显微镜/原子力显微镜系统，在超高真空环境下进行实验。通过小振幅（亚埃级）振荡实现扫描隧道显微镜与原子力显微镜的同步测量。
2：样品选择与数据来源：
使用化学气相沉积法在铜箔上生长石墨烯样品，通过光学显微镜、扫描电子显微镜和拉曼光谱表征确认其为单层石墨烯。
3：实验设备与材料清单：
配备氩离子溅射枪和电阻加热器的超高真空腔室、钨探针-悬臂梁探针（刚度约53 N/m，共振频率31.5 kHz）、石墨烯生长的化学气相沉积系统以及用于振幅检测的干涉仪。
4：5 kHz）、石墨烯生长的化学气相沉积系统以及用于振幅检测的干涉仪。 实验流程与操作规范：
4. 实验流程与操作规范：样品在恒流模式和恒高模式下制备并成像。通过力-距离谱测量探针-样品相互作用。数据采集采用特定参数（如样品偏压、隧穿电流、振荡振幅）。
5：数据分析方法：
根据F=klever·(A0–A)公式从振荡振幅数据计算作用力。分析扫描隧道显微镜与原子力显微镜图像的对比度图案，对力曲线取平均值并与理论预测值进行比较。
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STM/AFM system
commercial
Used for simultaneous scanning tunneling microscopy and atomic force microscopy imaging in ultrahigh vacuum.
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tungsten tip-cantilever probe
custom-made
Metallic tip used for STM and AFM measurements, oscillated with sub-angstrom amplitudes.
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CVD system
custom-built atmospheric
Used for growing graphene on Cu foils via chemical vapor deposition.
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argon sputtering gun
Used for sample and tip preparation in the UHV chamber.
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resistive heater
Used for heating samples in the UHV chamber.
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optical microscope
Used for characterizing graphene samples.
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scanning electron microscope
SEM
Used for characterizing graphene samples.
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Raman spectrometer
Used to confirm the presence of single-layer graphene.
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