NAP-STM 近常压扫描隧道显微镜

基于真空互联，近常压扫描隧道显微镜（NAP-STM）和近常压x射线光电子能谱（NAP-XPS）联用系统可同时获得气固界面反应条件下样品的形貌和谱学信息，从分子尺度及化学价态方面揭示反应过程，实现对反应机理的理解，极大地促进人们在基础物理、催化、材料生长等领域的认识。

工作压力：UHV-100 mbar；

样品台温度：220 K – 400 K；

扫描范围可调：1000 nm x 1000 nm（最大），2 nm x 2 nm（最小）；

探针稳定性：Drift in UHV (220 K<T<RT) <0.05 nm/min (vert.) ，<0.15 nm/min (lat.)；

可在超高真空至近常压反应气氛下获得样品的高分辨形貌分辨率（原子分辨率：0.1 nm）。

扫描隧道显微镜是一种利用量子理论中的隧道效应探测物质表面结构的仪器。通过高精度陶瓷管实现扫描探针在原子尺度上可控运动，测量扫描探针和样品表面隧穿电流，该设备能够实现材料表面原子结构的观测。传统STM工作在超高真空环境下以获得良好的稳定性和高分辨率，近常压扫描隧道显微镜（NAP-STM）可以突破高真空或超高真空下的壁垒，探究可控气氛(如CO, CO₂, H₂, O₂, H₂O等)对样品表面结构的影响以及分子在样品表面的吸附、活化过程。

“纳米限域催化”概念获2020年度国家自然科学一等奖。在学术界，具体的催化过程，催化机理尚不明确。近常压技术作为一种新兴技术可实现样品在接近反应条件下的原位研究。基于此，近常压扫描隧道显微镜已系统地开展了包括氮化硼、石墨烯、氧化锌等低维材料的可控生长及小分子吸附、活化的反应机理探究。自服务以来，发表的合作成果包括以下：

1. Controlled growth of uniform two-dimensional ZnO overlayers on Au(111) and surface hydroxylation. Nano Research, 2019, 12, 2348.

2. Dynamic nanoscale imaging of enriched CO adlayer on Pt(111) confined under h-BN monolayer in ambient pressure atmospheres. Nano Research, 2019, 12, 85.

3. Intercalation of O₂ and N₂ in the graphene/Ni interfaces of different morphologies. J. Phys. Chem. C, 2019, 123, 16137.

4. Surface and subsurface structures of the Pt–Fe surface alloy on Pt(111). J. Phys. Chem. C, 2019, 123, 17225.

5. CO and H₂ activation over g-ZnO layers and w-ZnO(0001). ACS Catal., 2019, 9, 1373.

6. Exploring the phase transformation in ZnO/Cu(111) model catalysts in CO₂ hydrogenation. J. Energy Chem., 2021, 60, 150.

7. Hydrogen-promoted graphene growth on Pt(111) via CVD methods. Surface and Interface, 2021, 26.

8. Hydrogenated molybdenum oxide overlayers formed on Mo nitride nanosheets in ambient-pressure CO₂/H₂ gases. ACS Appl. Mater. Inter. 2022, 14, 26194.

NAP-STM直观地监测到CO分子在h-BN/Pt(111)二维限域体系中的插层现象，证实了h-BN对Pt催化的促进作用。该成果为研究表面催化活性的调控提供了一条新途径。数据引自合作文章Nano Research, 2019, 12, 85.

1. 样品导电性良好，稳定性好，表面洁净无污染，放置真空中不挥发，不放气

2. 样品需为块体，种类包括：金属单晶、氧化锌单晶、高定向热解石墨烯，或基于以上生长的薄膜材料

3. 样品大小建议为：5*5*1（单位：mm），特殊尺寸请联系管理员

4. 如样品需要加热，需要点焊方式固定；没有加热需求，可用导电胶直接固定样品托上